Состав, строение и размер нашей галактики
Млечный путь — это полосатая спиральная галактика. Размер нашей галактики в диаметре составляет от 100 000 до 180 000 световых лет. Она, по оценкам ученых, содержит 100-400 миллиардов звезд. Вероятно, в Млечном Пути по крайней мере 100 миллиардов планет. Солнечная система находится внутри диска, на расстоянии 26 490 световых лет от Галактического центра, на внутреннем краю Руки Ориона, одной из спиральных концентраций газа и пыли. Звезды в самых внутренних 10 000 световых лет образуют выпуклость и один или несколько стержней. Галактический центр представляет собой интенсивный радиоисточник, известный как Стрелец A, представляющий собой, вероятно, сверхмассивную черную дыру, составляющую 4,100 миллиона солнечных масс.
Скорость и излучения
Звезды и газы на широком диапазоне расстояний от орбиты Галактического центра движутся со скоростью около 220 километров в секунду. Постоянная скорость вращения противоречит законам кеплеровской динамики и предполагает, что большая часть массы Млечного Пути не излучает и не поглощает электромагнитное излучение. Эта масса была названа «темной материей». Период вращения составляет около 240 миллионов лет в положении Солнца. Млечный путь движется со скоростью около 600 км в секунду относительно внегалактических систем отсчета. Самые старые звезды в Млечном Пути почти столь же стары, как и сама Вселенная, и, вероятно, сформировались вскоре после Темных веков Большого Взрыва.
Внешний вид
Центр Млечного пути виден с Земли как туманная полоса белого света, шириной около 30°, выгнутая ночным небом. Все отдельные звезды в ночном небе, видимые невооруженным глазом, являются частью Млечного Пути. Свет исходит из накопления неразрешенных звезд и другого материала, расположенного в направлении галактической плоскости. Темные области внутри полосы, такие как Великий Разлом и Коалсак, являются областями, где межзвездная пыль блокирует свет от далеких звезд. Область неба, которую скрывает Млечный Путь, называется Зоной Избегания.
Яркость
Млечный путь имеет относительно низкую поверхностную яркость. Его видимость может быть значительно уменьшена фоном, например, светом или лунным свечением. Для того чтобы Млечный Путь был видимым, небо должно быть темнее, чем обычно. Он должен быть виден, если предельная величина приблизительно равна + 5,1 или выше и показывает большую детализацию при +6,1. Это делает Млечный Путь труднодоступным из ярко освещенных городских или пригородных районов, но очень заметным при взгляде из сельских районов, когда Луна находится ниже горизонта. «Новый мировой атлас искусственной яркости ночного неба» показывает, что больше чем одна треть населения Земли не может видеть Млечный Путь из своих домов из-за загрязнения воздуха.
Размер галактики Млечный путь
Млечный путь — вторая по величине галактика в локальной группе, со своим звездным диском диаметром около 100 000 литов (30 кпк) и средней толщиной около 1000 лит (0,3 кпк). Кольцевидная нить звезд, обернутая вокруг Млечного Пути, может принадлежать самой галактике, колеблющейся выше и ниже относительно галактической плоскости. Если это так, это будет говорить о диаметре 150 000-180 000 световых лет (46-55 кпк).
Масса
Оценки массы Млечного пути различаются в зависимости от метода и используемых данных. В нижнем конце диапазона оценки масса Млечного Пути составляет 5,8 × 1011 массы Солнца (M☉), что несколько меньше, чем масса галактики Андромеды. Измерения с использованием очень длинного базового массива в 2009 году показали скорости, достигающие 254 км / с (570 000 миль/ч) для звезд на внешнем краю Млечного пути. Поскольку орбитальная скорость зависит от общей массы в радиусе орбиты, это говорит о том, что Млечный путь более массивный, примерно равный массе Галактики Андромеды при 7×1011 М☉ в пределах 160 000 литров (49 кпк) ее центра. В 2010 году измерение радиальной скорости гало-звезд показало, что масса, заключенная в пределах 80 килопарсек, составляет 7×1011 М☉. Согласно исследованию, опубликованному в 2014 году, масса всего Млечного Пути оценивается в 8,5×1011 M☉, что составляет примерно половину массы Галактики Андромеды.
Темная материя
Большая часть Млечного Пути является темной материей, неизвестной и невидимой ее формой, которая гравитационно взаимодействует с обычной материей. Гало темного вещества распределяется относительно равномерно на расстоянии, превышающем сто километров (kpc) от Галактического центра. Математические модели Млечного пути предполагают, что масса темной материи составляет 1-1,5×1012 М☉. Недавние исследования показывают диапазон в массе, равный 4,5×1012 M☉, а также размерность 8×1011 M☉.
Межзвездный газ
Общая масса всех звезд в Млечном Пути оценивается между 4.6×1010 M☉ и 6.43×1010 M☉. В дополнение к звездам существует также межзвездный газ, содержащий 90% водорода и 10% гелия, причем две трети водорода находятся в атомной форме, а оставшаяся треть — в виде молекулярного водорода. Масса этого газа равна 10% или 15% от общей массы звезд галактики. Межзвездная пыль составляет еще 1% от общей массы.
Структура и размеры нашей галактики
Млечный Путь содержит от 200 до 400 миллиардов звезд и не менее 100 миллиардов планет. Точная цифра зависит от количества звезд с очень низкой массой, которые трудно обнаружить, особенно на расстояниях более 300 литов от Солнца. Для сравнения, соседняя Галактика Андромеды содержит приблизительно три триллиона звезд, а потому превосходит размер нашей галактики. Млечный Путь может также содержать, возможно, десять миллиардов белых карликов, миллиардные нейтронные звезды и сто миллионов черных дыр. Заполнение пространства между звездами является диском газа и пыли называемой межзвездной средой. Этот диск имеет по крайней мере сравнительную протяженность по радиусу к звездам, тогда как толщина газового слоя колеблется от сотен световых лет для более холодного газа до тысяч световых лет для более теплого.
Млечный путь состоит из стержнеобразной области ядра, окруженной диском газа, пыли и звезд. Распределение масс в Млечном Пути очень напоминает тип Sbc в классификации Хаббла, представляющий спиральные галактики с относительно свободно раскинутыми рукавами. Астрономы впервые начали подозревать, что Млечный путь — это замкнутая спиральная галактика, а не обычная спиральная галактика, в 1960-х годах. Их подозрения были подтверждены наблюдениями космического телескопа Спитцера в 2005 году, в которых центральный барьер Млечного пути был больше, чем считалось ранее.
Представления о размере нашей галактики могут различаться. Диск звезд в Млечном Пути не имеет острого края, за которым нет звезд. Скорее, концентрация звезд уменьшается с расстоянием от центра Млечного Пути. По причинам, которые не понятны, за радиусом около 40 000 литов от центра число звезд на кубический парсек падает намного быстрее. Окружающий галактический диск представляет собой сферическое галактическое гало звезд и шаровых скоплений, которое простирается дальше наружу, но ограничено по размерам орбитами двух спутников Млечного Пути — Большого и Малого Магеллановых Облаков, ближайший из которых находится от Галактического Центра на расстоянии около 180 000 литов. На этом расстоянии или дальше орбиты большинства объектов ореола будут разрушены Магеллановыми облаками. Следовательно, такие объекты, вероятно, будут выброшены из окрестностей Млечного Пути.
Вопрос о размере Млечного пути — это вопрос о том, каковы размеры галактик вообще. Как гравитационное микролинзирование, так и планетарные наблюдения за транзитом, указывают на то, что, по крайней мере, существует столько же планет, привязанных к звездам, сколько и самих звезд в Млечном пути. А измерения микролинзирования указывают на то, что существует больше независимых планет, не привязанных к звездам-хозяевам, чем собственно звезд. Согласно Мейлинскому Пути, по крайней мере, на звезду приходится одна планета, в результате чего их насчитывается около 100-400 миллиардов.
Для того чтобы понять, какова структура и размеры нашей галактики, ученые часто проводят различные анализы подобного рода, постоянно обновляя и пересматривая устаревшие данные. К примеру, в другом анализе данных Кеплера, проведенном в январе 2013 года, было установлено, что в Млечном пути находится не менее 17 миллиардов экзопланет размером с Землю. 4 ноября 2013 года астрономы сообщили, исходя из данных космической миссии Кеплера, что в пределах пригодных для Солнца звезд и красных карликов в районе Млечного Пути могут существовать до 40 миллиардов планет размером с Землю, 11 миллиардов из этих оценочных планет могут вращаться вокруг солнцеподобных звезд. Согласно исследованию 2016 года, ближайшая такая планета может быть в 4,2 световых годах. Такие планеты размером с Землю могут быть более многочисленными, чем газовые гиганты. Помимо экзопланет, «экзокометы», кометы за пределами Солнечной системы, также были обнаружены и могут быть распространенным явлением в Млечном Пути. Размеры звезд и галактик при этом могут варьироваться.
fb.ru
10 Самых Больших Вещей во Вселенной (9 фото + 1 видео)
Наша Вселенная по-настоящему огромная. Пульсары, планеты, звезды, черные дыры и сотни других объектов непостижимых размеров, которые находятся в Вселенной.
И сегодня мы бы хотели рассказать о 10 крупнейших вещей. В этом списке мы собрали коллекцию некоторых из самых крупных объектов в космосе, включая туманности, пульсары, галактики, планеты, звезды и многое другое.
Без дальнейшего промедления, вот список из десяти самых больших вещей во Вселенной.
10. Самая большая планета
Самая большая планета во Вселенной – это TrES-4. Ее обнаружили в 2006 году, и располагается она в созвездии Геркулес. Планета под названием TrES-4 вращается вокруг звезды, которая находится на расстоянии около 1400 световых лет от планеты Земля.
Сама планета TrES-4 – шар, который состоит преимущественно из водорода. Ее размеры в 20 раз превосходят размеры Земли. Исследователи утверждают, что диаметр обнаруженной планеты практически в 2 раза (точнее в 1,7) больше диаметра Юпитера (это самая большая планета Солнечной системы). Температура TrES-4 около 1260 градусов по Цельсию.
9. Самая огромная звезда
На сегодняшний день самой большой звездой является UY Щита в созвездии Щита на расстоянии около 9500 световых лет от нас. Это одна из самых ярких звезд — она ярче нашего Солнца в 340 тысяч раз. Ее диаметр 2,4 млрд. км., что в 1700 раз больше нашего светила, при весе всего лишь в 30 раз превышающем массу солнца. Жаль что она постоянно теряем массу, ее еще называют самой быстро сгораемой звездой. Возможно, поэтому некоторые ученые считают самой большой звездой NML Лебедя, а третьи — VY Большого пса.
8. Самая большая черная дыра
Черные дыры не измеряются в километрах, ключевым показателем является их масса. Самая гигантская черная дыра находится в галактике NGC 1277, которая не является самой крупной. Тем не менее дыра в галактике NGC 1277 имеет 17 млрд солнечных масс, что составляет 17% общей массы галактики. Для сравнения черная дыра нашего Млечного пути имеет массу 0,1% от общей массы галактики.
7. Крупнейшая галактика
Мега-монстром среди известных в наше время галактик является IC1101. Расстояние до Земли около 1 млрд. световых лет. Ее диаметр около 6 млн световых лет и вмещает около 100 трлн. звезд, для сравнения диаметр Млечного пути 100 тыс. световых лет. По сравнению с Млечным путем IC 1101 более чем в 50 раз крупнее и в 2000 раз массивнее.
6. Самая большая клякса Лайман-альфа (Lyman-α blob — LAB)
ляксы (капли, облака) Лайман-альфа представляют собой аморфные тела напоминающие по форме амеб или медуз, состоящие из огромной концентрации водорода. Эти кляксы являются начальной и очень короткой стадией зарождения новой галактики. Самая громадная из них LAB-1 имеет ширину более 200 млн. световых лет и находится в созвездии Водолея.
На фото слева LAB-1 зафиксирована приборами, справа — предположение, как она может выглядеть вблизи.
5. Радиогалактики
Радиогалактика — тип галактик, которые обладают намного большим радиоизлучением по сравнению с остальными галактиками.
4. Крупнейшая пустота
Галактики, как правило, расположены в кластерах (скоплениях), которые имеют гравитационную связь и расширяются вместе с пространством и временем. Что же находится в тех местах, где нет расположения галактик? Ничего! Области Вселенной, в которой есть только «ничто» и является пустотой. Самая огромная из них — пустота Волопаса. Она расположена в непосредственной близости от созвездия Волопаса и имеет диаметр около 250 млн. световых лет. Расстояние до Земли приблизительно 1 млрд. световых лет
3. Гигантский кластер
Крупнейшим сверхскоплением галактик является Шепли суперкластер. Шепли расположен в созвездии Центавра и выглядит как яркое уплотнение в распределении галактик. Это самый большой массив объектов, связанных между собой гравитацией. Его длина 650 млн. световых лет.
2. Самая большая группа квазаров
Самой большой группой квазаров (квазар — яркая, энергичная галактика) является Огромный-LQG, также называемый U1.27. Эта структура состоит из 73 квазаров и имеет диаметр 4 млрд. световых лет. Однако на первенство также претендует Великая GRB стена, которая имеет диаметр 10 млрд. световых лет, — количество квазаров неизвестно. Наличие таких больших групп квазаров во Вселенной противоречит Космологическому принципу Эйнштейна, поэтому их исследования для ученых вдвойне интереснее.
1. Космическая Паутина
Если на счет других объектов Вселенной у астрономов возникают споры, то в этом случае почти все из них единодушны во мнении, что самым большим предметом во Вселенной является Космическая Паутина. Бесконечные скопления галактик, окруженные черной материей формируют «узлы» и при помощи газов — «нити», что внешне очень напоминают трехмерную паутину. Ученые считают, что космическая паутина опутывает всю Вселенную и соединяет между собой все объекты в космосе.
nlo-mir.ru
Сравнительный анализ размеров человека и космических объектов — планет, звёзд и галактик. — Stevsky.ru
Кто такой человек по сравнению с громадой космоса? Всего лишь пыль на полках Вселенной… Мельчайшая псевдочастица в бездонном море космических объектов.
Представьте себе человека. Вот он стоит перед вами, ростом чуть меньше двух метров, большой, сильный, уверенный в себе. По сравнению с десятиэтажным домом он кажется не очень большим, ведь высота дома — от 30 до 40 метров, то есть примерно в 20 раз больше человеческого роста. Увеличим рост человека до высоты дома. Получается гигант, под ступню которого легко умещается пара автомобилей представительского класса, а если он ляжет и раскинет руки, то займёт половину небольшого стадиона. Но всё равно маловат ещё человек для размеров города, ведь в городе умещаются тысячи домов!
Отлично, увеличим человека ещё в тысячу раз! Получившийся гигант будет ростом сорок километров и такое же расстояние будет от ладони левой руки до ладони правой руки, если человек раскинет руки. Если он приляжет на землю в районе Санкт-Петербурга, то его голова будет где-то в районе Парнаса, а ступни ног будут закрывать Пушкин и Колпино (правая и левая соответственно), да ещё и хорошенько вылезать за их окраины. Если же такой гигант пожелает прилечь на Москву, то голова его будет полностью покрывать Химки, а ступни будут распологаться в Видном и в Люберцах, точно так же закрывая оба этих района и выступая за их границы. Господин Лужков был бы явно недоволен таким нарушением прав на земельные участки! Если же человек захочет встать и пройтись, то один его шаг, раньше равнявшийся одному метру, теперь будет составлять ни много ни мало, двадцать километров, и путь из Москвы до Санкт-Петербурга он преодолеет за 30 шагов, а всю Землю по экватору пройдёт за 2000 шагов, то есть примерно за двадцать минут. Причём водные преграды ему вряд ли станут помехой, потому что вода океанов будет едва покрывать его лодыжки. Эверест будет этому гиганту по колено, а Килиманджаро и того меньше. Нашему герою будет трудно дышать, потому как на такой высоте кислорода уже очень мало, большая его часть превращается в озон. И ему будет довольно холодно, даже если он будет шагать по экватору. Потому как ноги его будут обдуваться холодными ветрами с температурой до минус 55 градусов, а от колен и до самой макушки температура будет держаться на уровне нуля градусов. Неприятно для путешествия по экватору, но можно снабдить нашего персонажа шубой, валенками и кислородной маской. Тогда ему будет ничего не страшно!
Земной шар для такого гиганта становится маловат и его неумолимо потянет в космос, что повлечёт за собой и дальнейший рост. Увеличим испытуемого ещё в тысячу раз. Его рост тогда составит сорок тысяч километров, и руками он сможет обхватить землю так, что кончики пальцев коснутся друг друга. На ладони нашего гиганта уместится вся Австралия и останется место для парочки крупных Индонезийских островов. Земля, поставленная рядом с ним, будет приходиться ему по пояс и смахивать на крупный глобус, взятый с ресепшена какого-нибудь крутого бизнес-центра. Что же станет с космической программой? Сколько времени потребуется нашему герою, чтобы достичь, например, Луны? Совсем немного: до Луны гигант доберётся всего за двадцать шагов, и обнаружит, что она стала размером с футбольный мяч, но вот сдвинуть Луну у него не получится, потому что высочайшая плотность Лунной породы наделила футбольный мяч Луны невероятным весом в несколько миллиардов тонн. Человек — существо лёгкое, поэтому тягаться с космическими массами ему пока рановато, нужно ещё немного подрасти! Чтобы дойти до Марса, человеку понадобится сделать 3500 шагов, то есть в его представлении совершить небольшой поход. Там он обнаружит шар наподобие шара для занятия пилатес. От Земли до Венеры немного ближе — всего около двух километров, а размер Венеры практически такой же, как и у Земли, то есть она будет человеку по пояс. До Солнца придётся шагать семь километров.
Пройдя это расстояние, человек подойдёт вплотную к огромному шару ста метров в диаметре. Трогать его не стоит: температура на поверхности — более 5тыс. градусов, можно неслабо обжечься! Направляясь в обратную сторону, наш гигант в первую очередь встретит на своём пути Меркурий. Обожжённый со всех сторон шар диаметром с баскетбольный мяч попадётся ему под ноги через два с половиной километра. Пройдя ещё два с половиной километра, он снова пройдёт мимо Венеры, преодолев ещё два километра, вернётся к Земле, а прошагав ещё три с половиной километра, увидит Марс. Дальше шагать пешком будет затруднительно, потому как расстояния начинают увеличиваться. Представим себе огромный космический автомобиль, в который усядется наш гигант, чтобы покрывать расстояния в Солнечной системе. Стартуя от Марса, ему придётся проехать целых 25 километров и тогда, если он не собьётся с пути, то он найдёт там сферу 22-х метров в обхвате. Это будет Юпитер. Вокруг Юпитера он обнаружит более 50 спутников размерами от рисового зернышка до крупного глобуса, приближающегося по размерам к Земле. Двигаясь на своём исполинском автомобиле дальше, ему придётся проехать ещё 30 километров и его взору откроется красивое зрелище колец Сатурна. Сатурн будет иметь размер 19 метров в поперечнике и напоминать трёхэтажный круглый дом. А кольца при внимательном рассмотрении — просто куча мелкой астероидной пыли, вращающейся с равномерной скоростью вокруг этого сооружения. Помимо этой пыли вокруг Сатурна ещё вращаются такие же спутники, что и у Юпитера, похожие на них и размерами и количеством. Дальнейший путь снова обещает дальнюю дорогу: до Урана ехать 67 километров, а до Нептуна — ещё 75 километров. Обе планеты — сферы диаметром около четырёх метров, то есть сравнимые с размерами гипотетического автомобиля, на котором движется наш гигантский исследователь космических пространств. Где-то на окраине солнечной системы, после ещё 70 километров пути, гигант наткнётся на Плутон. Это сфера чуть крупнее бейсбольного мяча и найти её крайне сложно на просторах нашей галактики. Добравшись до самого края, гигант выйдет из автомобиля чтобы размять кости. На расстоянии 200 километров от Солнца оно кажется маленьким ярким пятнышком в чёрной бездне космоса, всего-лишь чуть-чуть крупнее остальных звёзд. А впереди — огромные просторы и масса других звёздных систем. Как же до них добраться? Правильно! Нужно снова немного подрасти!
Увеличим нашего гиганта ещё в тысячу раз. Теперь Земля для него станет миллиметровой бусинкой, Юпитер и Сатурн — размером с небольшую фрикадельку, а Солнце — всего лишь жгучим шариком размером с бабушкин клубок для вязания. Расстояние от Солнца до края солнечной системы превратится в 200 метров и его будет несложно преодолеть и без машины. Но вот что касается перемещения между звёздными системами, тут наш гигант ещё маловат: до ближайшей звезды ему придётся преодолеть расстояние в 2 миллиона километров по его новым меркам. И даже если он увеличится ещё в 1000 раз, то расстояние в 2000 километров всё равно остаётся значительным. В этом случае вся Солнечная система станет для него диском диаметром 40 сантиметров, размеры составных частей которого без специальных приборов рассмотреть будет невозможно. Даже солнце превратится в очень горячую точку диаметром одна десятая миллиметра. Оставив родной диск позади, гигант направится к ближайшей звезде. Альфа Центавра и Проксима Центавра встретятся ему спустя 2000 километров пути. Чтобы добраться до Сириуса, ему понадобится преодолеть отрезок пути в 4000 километров, причём поездка до Альфа Центавры путь не сократит: расстояние от Солнца до Сириуса и от Альфа Центавры до него же примерно одинаковое. Чтобы посетить ещё одну звезду ближней группы Процион, придётся проехать 5500 километров. Ох, нелёгкое это дело — путешествовать по звёздам. Слишком уж далеко они распоожены! Вот если бы ещё увеличиться, то было бы совсем другое дело! Однако в этот раз увеличение в 1000 раз сильно делу не поможет, тут нужно что-то посерьёзнее! Сказано — сделано!
Наш гигант вырастает в миллион раз и теперь расстояния между звёздами для него составляют не 2 или 4 тысячи километров, а просто 2 или 4 метра. Шаг — и он на полпути, ещё шаг — и он у другой звезды! Отлично! С такими способностями не грех и до центра галактики добраться! Но даже при таких гигантских масштабах это растояние составит целых 12 километров! Примерно столько же, сколько и до края галактики, если идти в противоположную сторону. Ведь наше Солнце и ближайшие звёзды находятся в рукаве Ориона, примерно посередине между центром галактики и её краем! Выйдя на край, гигант обязательно увидит соседние галактики. Как маленькие огоньки, призывно горящие на краю обозримого пространства. Вокруг летают большие сгустки космической пыли, но им не удаётся скрыть яркий свет, исходящий от ближайших галактик — Большого Магелланова Облака и Туманности Андромеды. Вот только расстояния опять увеличиваются. Если только что наш гигант мог скакать от звезды к звезде, добираясь до центра галактики и обратно, если весь путь от края до края нашего родного млечного пути составил для него какие-то 25 километров, то до ближайшего соседа — Большого Магелланова Облака ему теперь ехать добрых 77 километров. И по дороге он не встретит ни одной звезды. Магелланово Облако не очень большое, несмотря на его название, его можно пройти вдоль и поперёк: диаметр всего 5 километров, по сравнению с 25-ю километрами млечного пути — просто пригород! Но вот добраться — сущее мучение! Ещё проблематичнее доехать до Туманности Андромеды: тут точно придётся снова брать машину. Потому что от Млечного пути до Туманности больше тысячи километров! Да и размеры у неё побольше: целых 52 километра в поперечнике! Прямо как Питер, Москва и село какое-то между ними, вроде Колпино… Только вот описанные мной три галактики входят в местную группу и считаются соседями. До других галактик путь ой неблизкий! Минимум 10 тысяч километров нужно преодолеть! Но на этом этапе путешествие нашего постоянно увеличивающегося героя мы прервём. Потому как дорасти до размеров всей вселенной ему не дадут законы физики, впрочем как и здравый смысл, который и так уже подвергся посягательству в этой истории…
| < Предыдущая | Следующая > |
|---|
Новые материалы по этой тематике:
www.stevsky.ru
Сколько планет в галактике?
Объекты глубокого космоса > Галактики > Сколько планет в галактике?
Галактика Млечный Путь в художественной интерпретации. Основываясь на данных об экзопланетах, полагают, что можно отыскать десятки миллиардов обитаемых планет
Узнайте, сколько планет существует в галактике: число для Млечного Пути, сколько звезд в галактиках, количество обитаемых планет с фото, миссия Кеплер и К2.
Если вы располагаете чистым небом и можете покидать городские пределы, тогда наблюдение за звездами – незабываемый опыт. В такие моменты их количество кажется бесконечным. Естественно, мы видим только определенную часть из них.
Удивительнее то, что многие из этих звезд напоминают Солнце, так как располагают планетарной системой. Отсюда рождается логический вопрос: «Сколько планет в галактике?». Только в нашей галактике Млечный Путь их можно насчитать миллиарды.
Сколько планет вращается вокруг звезд
Чтобы понять, сколько планет можно насчитать в Млечном Пути или любой другой галактике, обратимся к цифрам и предположениям. Новые технологии позволили найти множество экзопланет, но Солнечная система – единственное место, которое удалось хорошо изучить. Поэтому количество звездных систем может быть намного больше.
Количество найденных экзопланет по годам
Возьмем за стартовую точку 8 планет Солнечной системы (не учитываем карлики, кентавры и прочие крупные тела) и сделаем его средним числом. Теперь необходимо умножить его на количество звезд в галактике.
Сколько звезд в галактике
К сожалению, сложно сказать, сколько звезд в Млечном Пути, ведь об этом все еще ведутся споры. Наблюдение открыто нам с внутренней стороны, поэтому мы не видим полноценной картины. Тем более, что наша галактика сформировалась в виде спирали с перемычкой, что перекрывает обзор на ту сторону.
Подсчет выполняется на основе галактической массы и части звездной в ней. Займемся вычислениями и получим результаты в 100-400 миллиардов звезд (некоторые выдвигают цифру в триллион). Выполняя умножение, можно сказать, что в черте Млечного Пути проживает от 800 миллиардов до 3.2 триллионов планет (может быть и 8 триллионов). Но, если вы хотите найти число возможных обитаемых, то нужно получить численность экзопланет.
Сколько обитаемых экзопланет в галактике
Последние данные показывают, что было найдено 3397 экзопланет из 4696 потенциальных кандидатов (2009-2015) на территории Млечного Пути. Некоторые удалось отыскать в прямых изображениях, но большую часть обнаружили косвенно – методы лучевых скоростей и транзита.
В первом случае помогает гравитационное воздействие экзопланеты на главную звезду. Прослеживается процесс передвижения звезд вперед и назад, чтобы понять, располагает ли та планетарной системой и насколько они массивны. При транзите акцент делают на движении планеты по отношению к звезде, так как в определенные моменты она ее перекрывает и уменьшает яркость.
Миссия Кеплер следила за 150000 звездами, представленных по большей части М-классом. Это красные карлики с небольшой массой и слабым свечением.
Потенциально обитаемые экзопланеты
После четырехлетней миссии Кеплер перешел к этапу К2 (ноябрь 2013). Фокус внимания сместился к звездам K и G, которые по яркости приближались к Солнцу. Удалось найти 24% звезд М-класса с потенциальным обитаемыми планетами с земным размером (меньше нашего радиуса в 1.6 раз). Если брать только этот тип, то в Млечном Пути вращаются примерно 10 миллиардов земных миров с высоким процентом обитаемости.
Кроме того, около четверти могут располагать планетой земного типа в черте зоны обитаемости. Кеплеру удалось исследовать примерно 70% звезд, найденных в нашей галактике. Получается, что здесь насчитываются десятки миллиардов потенциально пригодных для жизни планет.
Появление телескопов Джеймса Уэбба и TESS смогут увеличить это количество, так как способны улавливать невероятно мелкие планеты, проживающие возле слабых звезд. Возможно, они даже смогут обнаружить там жизнь. С запуском этих миссий появится возможность более точно определять массу и количество планет на орбитах далеких звезд. Но и сегодняшние цифры невероятно привлекательны, так как обещают, что мы в космосе не одни.
v-kosmose.com
Ученые оценили, сколько планет в нашей Галактике и сколько из них потенциально пригодны для жизни
В ясную ночь, когда световые помехи не являются серьезным фактором, небо выглядит захватывающе: просмотру открывается огромное количество звезд. Но, конечно, мы можем видеть всего лишь малую часть от звезд, которые на самом деле существуют в нашей Галактике. Что еще более поразительно, большинство из них имеют собственную систему планет. Возникает вопрос, сколько же всего экзопланет? Только в одной нашей Галактике должны существовать миллиарды внеземных миров!
Итак, давайте предположим, что восемь планет, которые существуют в пределах Солнечной системы, представляют собой среднее значение. Следующим шагом будет умножить это число на количество звезд, которые существуют в пределах Млечного Пути. Фактическое количество звезд в нашей Галактике является предметом некоторого спора. По существу, астрономы вынуждены проводить приблизительные оценки, поскольку мы не можем рассмотреть Млечный Путь извне. А с учетом того, что он находится в форме спирали с перемычкой, галактический диск наиболее трудно изучать из-за интерференции света от его многочисленных звезд. В результате оценка основывается на расчетах массы нашей Галактики, а также массовой доли звезд в ней. Исходя из этих данных, ученые подсчитали, что Млечный Путь содержит от 100 до 400 миллиардов звезд.
Таким образом, галактика Млечный Путь может иметь от 800 миллиардов до 3,2 триллиона планет. Однако для того, чтобы определить, сколько из них пригодны для жизни, мы должны учитывать количество экзопланет, изученных на данный момент.
По состоянию на 13 октября 2016 года астрономы подтвердили наличие 3397 экзопланет из 4696 потенциальных кандидатов, которые были обнаружены в период с 2009 по 2015 год. Некоторые из этих планет наблюдались непосредственно в процессе прямой визуализации. Тем не менее, подавляющее большинство было обнаружено косвенным образом с помощью методов транзита и радиальных скоростей.
Гистограмма показывает динамику обнаружения экзопланет по годам. Credit: NASA Ames/W. Stenzel, Princeton/T. MortonВ ходе первоначальной 4-летней миссии космический телескоп «Kepler» наблюдал около 150 000 звезд, которые главным образом относились к М-классу, также известному как красные карлики. Когда в ноябре 2013 года «Kepler» вошел в новую фазу миссии K2, он сместил акцент на изучение звезд K- и G-класса, которые почти такие же яркие и горячие, как Солнце.
По данным недавнего исследования, проведенного научно-исследовательским центром Эймса (NASA), «Kepler» обнаружил, что около 24% звезд M-класса могут иметь потенциально пригодные для жизни планеты сравнимые по размеру с Землей (те, которые не более чем в 1,6 раза превышают Землю по радиусу). На основании числа звезд М-класса в нашей Галактике могут существовать около 10 миллиардов потенциально пригодных для жизни, похожих на Землю миров.
Кроме этого, анализ результатов K2 предполагает, что около одной четверти больших звезд могут также иметь аналогичные Земле планеты, вращающиеся в пределах обитаемых зон. Таким образом, можно оценить, что только в Млечном Пути существуют буквально десятки миллиардов потенциально пригодных для развития жизни планет.
В ближайшие годы миссии космических телескопов «James Webb» и «TESS» будут способны обнаруживать меньшие планеты, вращающиеся вокруг тусклых звезд, и, возможно, даже определят, есть ли жизнь на какой-либо из них. После того, как эти новые миссии приступят к работе, мы будем иметь более точные оценки размера и количества планет, существующих в нашей Галактике. А до тех пор их расчетное число обнадеживает: шансы на внеземной интеллект весьма высоки!
in-space.ru
Справочник астронома-любителя: Вселенная
Планета Земля — одна из девяти планет Солнечной системы. Наша планета расположена достаточно близко к Солнцу, но не является ближайшей планетой. Среднее расстояние от Солнца до самой далекой планеты, Плутона, в 40 раз превышает расстояние до Земли. Условные размеры Солнечной системы составляют примерно 50—100 астрономических единиц (Астрономическая единица — среднее расстояние от солнца до Земли, равное 149600 тыс. км). В масштабах нашей планеты это огромная величина, примерно в миллион раз больше, чем диаметр Земли.Наглядно представить относительные масштабы Солнечной системы можно следующим образом. Допустим Солнце изображается бильярдным шаром, диаметр которого 7 см.. Тогда Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, находится а этом масштабе на расстоянии 280 см от него. Земля — на расстоянии 760 см, планета-гигант Юпитер расположена на расстоянии около 40 м, а самая удаленная планета — на расстоянии примерно 300 м. В таком масштабе размеры земного шара немногим больше 0,5 мм, диаметр Луны — немногим больше 0,1 мм, а диаметр орбиты Луны составляет около 3 см.
рис. Сравнительные размеры Солнечной системы
Даже самая близкая к Солнцу звезда — Проксима Центавра удалена от него на такое огромное расстояние, что по сравнению с ним расстояния между планетами в пределах Солнечной системы кажутся ничтожными. Обычно в литературе, для оценки межгалактических и межзвездных расстояний применяют такую единицу измерения, как «световой год». Это расстояние, которое частицы света, двигаясь со скоростью 300 тыс. км/с, проходят за год. Отсюда следует, что световой год составляет 9,46 • 1012 км, или около 10000 миллиардов километров. В научной литературе обычно применяется особая единица измерения межгалактических и межзвездных и расстояний — «парсек»; 1 парсек (пк) – это 3,26 светового года. Парсек можно определить как такое расстояние, с которого радиус орбиты Земли виден под углом в 1 секунду дуги. Это достаточно маленький угол. Можно сказать, что под таким углом монетка в 1 копейку видна с расстояния в 3 километра.
Ни одна из звезд, близко расположенных к Солнечной системе, не находится к нам ближе, чем на парсек. Например, уже упомянутая Проксима Центавра находится на расстояние около 1,3 пк от нас. В том масштабе, в котором была изображена Солнечная система, это соответствует 2 тыс. км. Все это наглядно иллюстрирует большую изолированность Солнечной системы от окружающих ее звездных систем; которые, возможно, имеют с ней некоторые сходства.
Но звезды, окружающие Солнце, как и само Солнце составляют всего лишь ничтожную часть гигантского скопления звезд и туманностей под названием «Галактика». Это скопление звезд можно увидеть в ясные безлунные ночи как полосу Млечного Пути, пересекающую небосвод. Галактика имеет достаточно сложную структуру. В грубом приближении можно считать, что составляющие ее звезды и туманности заполняют объем, форма которого напоминает сильно сжатый эллипсоид вращения. Часто в научно-популярной литературе форму нашей Галактики сравнивают с двояковыпуклой линзой. Но на самом деле все значительно сложнее, и такая картина является довольно грубой. На самом деле оказывается, что разные типы звезд абсолютно по-разному концентрируются вокруг центра Галактики и около ее «экваториальной плоскости». Например, газовые туманности, и массивные горячие звезды сильно концентрируются к плоскости экватора Галактики (этой плоскости соответствует большой круг на небе, который проходит через центральные части Млечного Пути). Кроме того, не наблюдается значительной концентрации к галактическому центру. С другой стороны, некоторые виды звезд и звездных скоплений (так называемые «шаровые скопления) не обнаруживают почти никакой концентрации к экваториальной плоскости, но при этом характеризуются значительной концентрацией по направлению к ее центру Галактики. Между двумя такими крайними типами пространственного распределения (которые в астрономии принято называть «плоское» и «сферическое») находятся все промежуточные случаи. Тем не менее оказывается, что основная часть звезд в Галактике находится в огромном диске, диаметр которого примерно 100 тыс. световых лет, а толщина составляет около 1500 световых лет. В этом диске находится немногим более 150 млрд. различных типов звезд. Наше Солнце — одна из таких звезд, находящаяся на периферии Галактики около ее экваториальной плоскости (вернее, «всего лишь» на расстоянии примерно 30 световых лет — величина небольшая по сравнению с толщиной звездного диска).
рис. Положение Солнца в Галактике
Расстояние от Солнца до центра Галактики составляет около 30 тыс. световых лет. Звездная плотность в Галактике достаточно неравномерна. Самая высокая — в районе галактического ядра, где достигает 2 тыс. звезд на кубический парсек, это почти в 20 тыс. раз больше средней звездной плотности в окрестностях Солнца. В самом центре ядра Галактики в области с поперечным сечением 1 пк находится, по-видимому, около нескольких миллионов звезд. Также, звезды имеют тенденцию к образованию отдельных скоплений. Неплохим примером такого скопления являются Плеяды, которые можно наблюдать на нашем зимнем небе.
В Галактике имеются и структуры гораздо больших масштабов. Исследованиями последних лет доказано, что туманности, а также горячие массивные звезды распределяются вдоль ветвей спирали. Особенно хорошо спиральная структура различима у других звездных систем — галактик (с маленькой буквы). Установить спиральную структуру Галактики, в которой мы сами находимся, оказалось крайне трудно.
Звезды и туманности в пределах Галактики двигаются по довольно сложным траекториям. Прежде всего, они участвуют во вращении Галактики вокруг своей оси, которая перпендикулярна к плоскости ее экватора. Это вращение отлично от вращения твердого тела: различным участкам Галактики соответствуют различные периоды вращения. Так, Солнце и окружающие его звезды совершают полный оборот примерно за 200 млн. лет. Так как Солнце вместе с планетами существует около 5 млрд. лет, то за время своей эволюции оно совершило около 25 оборотов вокруг оси Галактики, то есть, возраст Солнца — всего лишь 25 «галактических лет».
Скорость движения Солнца и окружающих звезд по их галактическим орбитам достигает около 250 км/с. На это регулярное движение вокруг галактического ядра накладываются хаотические, беспорядочные движения звезд. Их скорости гораздо меньше — порядка 10—50 км/с, причем у разных типов объектов они различны. Самые маленькие скорости у горячих массивных звезд (6—8 км/с), у звезд солнечного типа они примерно 20 км/с. Чем эти скорости меньше, тем более «плоским» является распределение этого типа звезд.
В том масштабе, которым мы пользовались для наглядного представления Солнечной системы, размеры Галактики составляют 60 млн. км — величина, уже достаточно близкая к расстоянию от Солнца до Земли. Можно сделать вывод, что по мере проникновения во все более отдаленные области Вселенной этот масштаб уже не подходит, так как теряется его наглядность. Поэтому мы изменим масштаб. Мысленно уменьшаем орбиту Земли до размеров самой внутренней орбиты атома водород. Радиус этой орбиты равен 0,53 • 10 -8см. Тогда ближайшая звезда будет располагаться на расстоянии около 0,014 мм, галактический центр — на расстоянии около 10 см, а размеры нашей звездной системы будут примерно 35 см. Диаметр Солнца в таком ракурсе будет иметь микроскопические размеры: 0,0046 Å (ангстрем — единица длины, равная 10 -8см).
Мы уже знаем, что звезды удалены на огромные расстояния друг от друга, и поэтому практически изолированы. В определенной мере, это означает, что звезды практически никогда не сталкиваются друг с другом, хотя движение каждой из них определяется полем силы тяготения, создаваемым всеми звездами в Галактике. Если мы будем рассматривать Галактику как некоторую область, наполненную газом, причем роль газовых молекул и атомов играют звезды, то мы должны считать этот газ крайне разреженным. В окрестностях Солнца среднее расстояние между звездами примерно в 10 млн. раз больше, чем средний диаметр звезд. Между тем при нормальных условиях в обычном воздухе среднее расстояние между молекулами всего лишь в несколько десятков раз больше размеров последних. Заметим, однако, что в центральной области Галактики, где звездная плотность относительно высока, столкновения между звездами время от времени будут происходить. Здесь следует ожидать приблизительно одно столкновение каждый миллион лет, в то время как в «нормальных» областях Галактики за всю историю эволюции нашей звездной системы, насчитывающую, по крайней мере, 10 млрд. лет, столкновений между звездами практически не было.
Уже несколько десятилетий астрономы настойчиво изучают другие звездные системы, в той или иной степени сходные с нашей. Эта область исследований получила название «внегалактической астрономии». Она сейчас играет едва ли не ведущую роль в астрономии. В течение последних трех десятилетий внегалактическая астрономия добилась поразительных успехов. Понемногу стали вырисовываться грандиозные контуры Метагалактики, в состав которой наша звездная система входит как малая частица.
Мы можем определить Метагалактику как совокупность звездных систем — галактик, движущихся в огромных пространствах наблюдаемой нами части Вселенной. Ближайшие к нашей звездной системе галактики — знаменитые Магеллановы Облака, хорошо видные на небе южного полушария как два больших пятна примерно такой же поверхностной яркости, как и Млечный Путь. Расстояние до Магеллановых Облаков «всего лишь» около 200 тыс. световых лет, что вполне сравнимо с общей протяженностью нашей Галактики. Другая «близкая» к нам галактика — это туманность в созвездии Андромеды. Она видна невооруженным глазом как слабое световое пятнышко 5-й звездной величины. (Поток излучения от звезд измеряется так называемыми «звездными величинами». По определению, поток от звезды (m+1)-й величины в 2,512 раза меньше, чем от звезды m-й величины. Звезды слабее 6-й величины невооруженным глазом не видны. Самые яркие звезды имеют отрицательную звездную величину (например, у Сириуса она равна -1,5.) На самом деле это огромный звездный мир, по количеству звезд и полной массе раза в три превышающей нашу Галактику, которая в свою очередь является гигантом среди галактик. Расстояние до туманности Андромеды, или, как ее называют астрономы, М31 (это означает, что в известном каталоге туманностей Мессье она занесена под № 31), около 1800 тыс. световых лет, что примерно в 20 раз превышает размеры Галактики. Туманность М31 имеет явно выраженную спиральную структуру и по многим своим характеристикам весьма напоминает нашу Галактику. Рядом с ней находятся ее небольшие спутники эллипсоидальной формы. Наряду со спиральными системами встречаются сфероидальные и эллипсоидальные, лишенные всяких следов спиральной структуры, а также «неправильные» галактики, хорошим примером которых могут служить Магеллановы Облака.
рис. Объект M31 — туманность Андромеды
В большие телескопы наблюдается огромное количество галактик. Если галактик ярче видимой 12-й величины насчитывается около 250, то ярче 16-й — уже около 50 тыс. Самые слабые объекты, которые на пределе может сфотографировать телескоп-рефлектор с диаметром зеркала 5 м, имеют 24, 5-ю величину. Оказывается, что среди миллиардов таких слабейших объектов большинство составляют галактики. Многие из них удалены от нас на расстояния, которые свет проходит за миллиарды лет. Это означает, что свет, вызвавший почернение пластинки, был излучен такой удаленной галактикой еще задолго до архейского периода геологической истории Земли!
Иногда среди галактик попадаются удивительные объекты, например «радиогалактики». Это такие звездные системы, которые излучают огромное количество энергии в радиодиапазоне. У некоторых радиогалактик поток радиоизлучения в несколько раз превышает поток оптического излучения, хотя в оптическом диапазоне их светимость очень велика — в несколько раз превосходит полную светимость нашей Галактики. Классический пример такой радиогалактики — знаменитый объект Лебедь А. В оптическом диапазоне это два ничтожных световых пятнышка 17-й звездной величины. На самом деле их светимость очень велика, примерно в 10 раз больше, чем у нашей Галактики. Слабой эта система кажется потому, что она удалена от нас на огромное расстояние — 600 млн. световых лет. Однако поток радиоизлучения от Лебедя А на метровых волнах настолько велик, что превышает даже поток радиоизлучения от Солнца (в периоды, когда на Солнце нет пятен). Но ведь Солнце очень близко — расстояние до него «всего лишь» 8 световых минут; 600 млн. лет — и 8 мин! А ведь потоки излучения, как известно, обратно пропорциональны квадратам расстояний!
Внимательное изучение спектров галактик много лет назад позволило сделать одно открытие фундаментальной важности. Дело в том, что по характеру смещения длины волны какой-либо спектральной линии по отношению к лабораторному стандарту можно определить скорость движения излучающего источника по лучу зрения. Иными словами, можно установить, с какой скоростью источник приближается или удаляется.
Если источник света приближается, спектральные линии смещаются в сторону более коротких волн, если удаляется — в сторону более длинных. Это явление называется «эффектом Доплера». Оказалось, что у галактик спектральные линии всегда смещены в длинноволновую часть спектра («красное смещение» линий), причем величина этого смещения тем больше, чем более удалена от нас галактика.
Это означает, что все галактики удаляются от нас, причем скорость «разлета» по мере удаления галактик растет. Она достигает огромных значений. Так, например, найденная по красному смещению скорость удаления радиогалактики Лебедь А близка к 17 тыс. км/с. Рекорд принадлежит очень слабой (в оптических лучах 20-й величины) радиогалактике 3С 295. Оказалось, что известная ультрафиолетовая спектральная линия, принадлежащая ионизованному кислороду, смещена в оранжевую область спектра! Отсюда легко найти, что скорость удаления этой удивительной звездной системы составляет 138 тыс. км/с, или почти половину скорости света! Радиогалактика 3С 295 удалена от нас на расстояние, которое свет проходит за 5 млрд. лет. Таким образом, астрономы исследовали свет, который был излучен тогда, когда образовывались Солнце и планеты, а может быть, даже «немного» раньше… С тех пор открыты еще более удаленные объекты.
рис. Объект Радиогалактика Лебедь А
Как же выглядит Метагалактика в нашей модели, где земная орбита уменьшена до размеров первой орбиты атома Бора? В этом масштабе расстояние до туманности Андромеды будет несколько больше 6 м, расстояние до центральной части скопления галактик в Деве, куда входит и наша местная система галактик, будет порядка 120 м, причем такого же порядка будет размер самого скопления. Радиогалактика Лебедь А будет теперь удалена уже на вполне «приличное» расстояние — 2,5 км, а расстояние до радиогалактики 3С 295 достигнет 25 км…
Мы познакомились в самом общем виде с основными структурными особенностями и с масштабами Вселенной. Это как бы застывший кадр ее развития. Не всегда она была такой, какой мы теперь ее наблюдаем. Все во Вселенной меняется: появляются, развиваются и «умирают» звезды и туманности, развивается закономерным образом Галактика, меняются сама структура и масштабы Метагалактики (хотя бы по причине красного смещения). Поэтому нарисованную статическую картину Вселенной необходимо дополнить динамической картиной эволюции отдельных космических объектов, из которых она образована, и всей Вселенной как целого.
Открытие в 1965 г. «реликтового» излучения со всей наглядностью показало, что на самых ранних этапах эволюции Вселенная качественно отличалась от своего современного состояния. Главное — это то, что тогда не было ни звезд, ни галактик, ни тяжелых элементов. И, конечно, не было жизни. Мы наблюдаем грандиозный процесс эволюции Вселенной от простого к сложному.
astroinformer.com