Bizning Galaktikamiz. Somon yo'lining sirlari
Qaysidir ma'noda biz o'z uyimiz Galaktikasi - Somon yo'li haqida emas, balki uzoqdagi yulduz tizimlari haqida ko'proq bilamiz. Uning tuzilishini o'rganish boshqa galaktikalarning tuzilishiga qaraganda qiyinroq, chunki uni ichkaridan o'rganish kerak va ko'p narsalarni ko'rish unchalik oson emas. Yulduzlararo chang bulutlari son-sanoqsiz uzoq yulduzlar chiqaradigan yorug'likni o'zlashtiradi.
Faqatgina radioastronomiya rivojlanishi va infraqizil teleskoplarning paydo bo'lishi bilan olimlar bizning Galaktikamiz qanday ishlashini tushunishga muvaffaq bo'lishdi. Ammo ko'p tafsilotlar bugungi kungacha noaniq bo'lib qolmoqda. Hatto Somon yo'lidagi yulduzlar soni ham taxminan taxmin qilingan. Eng so'nggi elektron ma'lumotnomalar 100 dan 300 milliard yulduzgacha bo'lgan raqamlarni beradi.
Yaqinda bizning Galaktikamizning 4 ta katta qo'li borligiga ishonishgan. Ammo 2008 yilda Viskonsin universiteti astronomlari Spitzer kosmik teleskopi tomonidan olingan 800 000 ga yaqin infraqizil tasvirlarni qayta ishlash natijalarini e'lon qilishdi. Ularning tahlillari shuni ko'rsatdiki, Somon yo'lining faqat ikkita qo'li bor. Boshqa shoxlarga kelsak, ular faqat tor yon shoxlardir. Demak, Somon yo'li ikki qo'li bo'lgan spiral galaktikadir. Shuni ta'kidlash kerakki, bizga ma'lum bo'lgan ko'pchilik spiral galaktikalarning faqat ikkita qo'li bor.
Viskonsin universiteti astronomi Robert Benjamin Amerika Astronomiya Jamiyati konferensiyasida so‘zlagan nutqida “Spitser teleskopi tufayli biz Somon yo‘li tuzilishini qayta ko‘rib chiqish imkoniyatiga ega bo‘ldik. "Biz ham xuddi shunday asrlar oldin dunyo bo'ylab sayohat qilgan kashshoflar Yer qanday ko'rinishga ega bo'lganligi haqidagi oldingi g'oyalarni aniqlagan va qayta ko'rib chiqqanidek, biz Galaktika haqidagi tushunchamizni aniqlaymiz."
20-asrning 90-yillari boshidan boshlab infraqizil diapazonda olib borilgan kuzatishlar Somon yo'lining tuzilishi haqidagi bilimlarimizni tobora o'zgartirdi, chunki infraqizil teleskoplar gaz va chang bulutlari orqali qarashga va oddiy teleskoplar uchun mavjud bo'lmagan narsalarni ko'rishga imkon beradi. .
2004 yil - Galaktikamizning yoshi 13,6 milliard yil deb baholandi. Ko'p o'tmay paydo bo'ldi. Avvaliga u asosan vodorod va geliyni o'z ichiga olgan diffuz gaz pufakchasi edi. Vaqt o'tishi bilan u biz hozir yashayotgan ulkan spiral galaktikaga aylandi.
umumiy xususiyatlar
Ammo bizning Galaktika evolyutsiyasi qanday davom etdi? U qanday shakllangan - sekinmi yoki aksincha, juda tezmi? Qanday qilib u og'ir elementlar bilan to'yingan? Somon yo'lining shakli va uning kimyoviy tarkibi milliardlab yillar davomida qanday o'zgargan? Olimlar hali bu savollarga batafsil javob bera olishmadi.
Bizning Galaktikamizning uzunligi taxminan 100 000 yorug'lik yili, galaktik diskning o'rtacha qalinligi esa taxminan 3000 yorug'lik yili (uning qavariq qismi, bo'rtiqning qalinligi 16 000 yorug'lik yiliga etadi). Biroq, 2008 yilda avstraliyalik astronom Brayan Gensler pulsarlarni kuzatish natijalarini tahlil qilib, galaktika diskining qalinligi odatda taxmin qilinganidan ikki baravar ko'p ekanligini taxmin qildi.
Bizning Galaktikamiz kosmik standartlarga ko'ra kattami yoki kichikmi? Taqqoslash uchun, Andromeda tumanligi, bizning eng yaqin yirik galaktikamizning diametri taxminan 150 000 yorug'lik yili.
2008 yil oxirida tadqiqotchilar radioastronomiya usullaridan foydalangan holda Somon yo'li ilgari o'ylanganidan tezroq aylanayotganini aniqladilar. Ushbu ko'rsatkichga ko'ra, uning massasi odatda ishonilganidan taxminan bir yarim baravar yuqori. Turli hisob-kitoblarga ko'ra, u 1,0 dan 1,9 trillion quyosh massasigacha o'zgarib turadi. Shunga qaramay, taqqoslash uchun: Andromeda tumanligining massasi kamida 1,2 trillion quyosh massasi deb baholanadi.
Galaktikalarning tuzilishi
Qora tuynuk
Shunday qilib, Somon yo'li Andromeda tumanligidan kam emas. Garvard universitetidagi Smitson astrofizika markazidan astronom Mark Rid: "Biz endi o'z Galaktikamizni Andromeda tumanligining singlisi deb o'ylamasligimiz kerak", dedi. Shu bilan birga, bizning Galaktikamizning massasi kutilganidan kattaroq bo'lganligi sababli, uning tortishish kuchi ham kattaroqdir, ya'ni uning bizning atrofimizdagi boshqa galaktikalar bilan to'qnashuvi ehtimoli ortadi.
Bizning galaktikamiz diametri 165 000 yorug'lik yiliga teng bo'lgan sferik halo bilan o'ralgan. Astronomlar ba'zan haloni "galaktik atmosfera" deb atashadi. U taxminan 150 globulyar klasterlarni, shuningdek, oz sonli qadimgi yulduzlarni o'z ichiga oladi. Halo bo'shlig'ining qolgan qismi siyrak gaz, shuningdek, qorong'u materiya bilan to'ldirilgan. Ikkinchisining massasi taxminan bir trillion quyosh massasiga teng.
Somon yo'lining spiral qo'llarida juda ko'p miqdorda vodorod mavjud. Bu erda yulduzlar tug'ilishda davom etmoqda. Vaqt o'tishi bilan yosh yulduzlar galaktikalar qo'llarini tashlab, galaktika diskiga "harakat qilishadi". Biroq, eng massiv va yorqin yulduzlar etarlicha uzoq umr ko'rmaydilar, shuning uchun ular tug'ilgan joyidan uzoqlashishga vaqtlari yo'q. Bizning galaktikamizning qo'llari juda yorqin porlashi bejiz emas. Somon yo'lining ko'p qismi kichik, unchalik katta bo'lmagan yulduzlardan iborat.
Somon yo'lining markaziy qismi Sagittarius yulduz turkumida joylashgan. Bu hudud qora gaz va chang bulutlari bilan o'ralgan, ularning orqasida hech narsa ko'rinmaydi. Faqat 1950-yillardan boshlab, radio astronomiyadan foydalangan holda, olimlar u erda nima borligini asta-sekin aniqlay olishdi. Galaktikaning bu qismida Sagittarius A deb nomlangan kuchli radio manba topildi. Kuzatishlar shuni ko'rsatdiki, bu erda Quyosh massasidan bir necha million marta ko'p bo'lgan massa to'plangan. Bu haqiqat uchun eng maqbul tushuntirish faqat bitta: bizning Galaktikamizning markazida joylashgan.
Endi, negadir, u o'zi uchun tanaffus oldi va unchalik faol emas. Bu erda materiya oqimi juda yomon. Ehtimol, vaqt o'tishi bilan qora tuynuk ishtahani rivojlantiradi. Keyin u yana o'zini o'rab turgan gaz va chang pardasini o'ziga singdira boshlaydi va Somon yo'li faol galaktikalar ro'yxatiga qo'shiladi. Ehtimol, bundan oldin yulduzlar Galaktika markazida tez shakllana boshlaydi. Shunga o'xshash jarayonlar muntazam ravishda takrorlanishi mumkin.
2010 yil - Amerika astronomlari gamma nurlanish manbalarini kuzatish uchun mo'ljallangan Fermi kosmik teleskopidan foydalanib, bizning Galaktikamizda ikkita sirli tuzilmani - gamma nurlanish chiqaradigan ikkita ulkan pufakchani topdilar. Ularning har birining diametri o'rtacha 25000 yorug'lik yili. Ular shimoliy va janubiy yo'nalishlarda Galaktika markazidan uzoqlashadilar. Ehtimol, biz bir vaqtlar Galaktikaning o'rtasida joylashgan qora tuynuk tomonidan chiqarilgan zarralar oqimi haqida gapiramiz. Boshqa tadqiqotchilarning fikricha, biz yulduzlar tug'ilishi paytida portlagan gaz bulutlari haqida ketmoqda.
Somon yo'li atrofida bir nechta mitti galaktikalar mavjud. Ulardan eng mashhuri Katta va Kichik Magellan bulutlari bo'lib, ular Somon yo'liga o'ziga xos vodorod ko'prigi, bu galaktikalar orqasida cho'zilgan ulkan gaz buluti orqali bog'langan. U Magellan oqimi deb nomlangan. Uning uzunligi taxminan 300 000 yorug'lik yili. Bizning galaktikamiz doimo o'ziga eng yaqin bo'lgan mitti galaktikalarni, xususan, galaktika markazidan 50 000 yorug'lik yili uzoqlikda joylashgan Sagitarius galaktikasini o'zlashtiradi.
Somon yo'li va Andromeda tumanligi bir-biriga qarab harakatlanayotganini qo'shimcha qilish kerak. Taxminlarga ko'ra, 3 milliard yil o'tgach, ikkala galaktika ham birlashib, kattaroq elliptik galaktikani hosil qiladi, bu allaqachon Milkyhoney deb nomlangan.
Somon yo'lining kelib chiqishi
Andromeda tumanligi
Uzoq vaqt davomida Somon yo'li asta-sekin shakllangan deb ishonilgan. 1962 yil - Olin Eggen, Donald Linden-Bell va Allan Sandage ELS modeli sifatida tanilgan gipotezani taklif qilishdi (familiyalarining bosh harflari nomi bilan atalgan). Unga ko'ra, bir hil gaz buluti bir vaqtlar Somon yo'li o'rnida sekin aylangan. U to'pga o'xshardi va diametri taxminan 300 000 yorug'lik yiliga yetdi va asosan vodorod va geliydan iborat edi. Gravitatsiya ta'sirida protogalaktika qisqardi va tekis bo'ldi; shu bilan birga, uning aylanishi sezilarli darajada tezlashdi.
Taxminan yigirma yil davomida ushbu model olimlarga mos keldi. Ammo yangi kuzatuv natijalari shuni ko'rsatadiki, Somon yo'li nazariyotchilar bashorat qilgan tarzda paydo bo'lishi mumkin emas edi.
Ushbu modelga ko'ra, avval halo, keyin esa galaktik disk hosil bo'ladi. Ammo diskda juda qadimiy yulduzlar, masalan, yoshi 10 milliard yildan ortiq bo'lgan qizil gigant Arcturus yoki bir xil yoshdagi ko'plab oq mittilar mavjud.
Globulyar klasterlar ham galaktik diskda, ham haloda topilgan, ular ELS modeli ruxsat berganidan yoshroqdir. Shubhasiz, ular bizning kech Galaktikamiz tomonidan so'riladi.
Halodagi ko'plab yulduzlar Somon yo'liga qaraganda boshqa yo'nalishda aylanadi. Ehtimol, ular ham bir vaqtlar Galaktikadan tashqarida bo'lishgan, lekin keyin ular xuddi girdobdagi tasodifiy suzuvchi kabi "yulduzli girdobga" jalb qilingan.
1978 yil - Leonard Searle va Robert Zinn Somon yo'lining shakllanishi modelini taklif qilishdi. U "Model SZ" deb belgilandi. Endi Galaktika tarixi sezilarli darajada murakkablashdi. Yaqinda uning yoshligi, astronomlarning fikriga ko'ra, fiziklarning fikriga ko'ra, to'g'ri chiziqli tarjima harakati sifatida tasvirlangan. Nima sodir bo'layotganining mexanikasi aniq ko'rinib turardi: bir hil bulut bor edi; u faqat bir tekis tarqalgan gazdan iborat edi. Uning mavjudligi bilan hech narsa nazariyotchilarning hisob-kitoblarini murakkablashtirmadi.
Endi, olimlarning vahiylarida bitta ulkan bulut o'rniga bir vaqtning o'zida bir nechta mayda, murakkab tarqoq bulutlar paydo bo'ldi. Ular orasida yulduzlar ko'rindi; ammo ular faqat haloda joylashgan edi. Halo ichida hamma narsa qaynab ketdi: bulutlar to'qnashdi; gaz massalari aralashtiriladi va siqiladi. Vaqt o'tishi bilan bu aralashmadan galaktik disk hosil bo'ldi. Unda yangi yulduzlar paydo bo'la boshladi. Ammo bu model keyinchalik tanqid qilindi.
Halo va galaktik diskni nima bog'laganligini tushunish mumkin emas edi. Bu siqilgan disk va uning atrofidagi siyrak yulduz konvertida umumiylik kam edi. Searle va Zinn o'zlarining modellarini tuzganlaridan so'ng, halo juda sekin aylanadi va galaktik diskni hosil qiladi. Kimyoviy elementlarning tarqalishiga ko'ra, ikkinchisi protogalaktik gazdan paydo bo'lgan. Nihoyat, diskning burchak momentumi halodan 10 baravar yuqori bo'lib chiqdi.
Butun sir shundaki, ikkala model ham haqiqat donasiga ega. Muammo shundaki, ular juda oddiy va bir tomonlama. Endi ikkalasi ham Somon yo'lini yaratgan bir xil retseptning parchalari kabi ko'rinadi. Eggen va uning hamkasblari ushbu retseptdan bir nechta satrlarni o'qidilar, Searle va Zinn yana bir nechtasini o'qidilar. Shuning uchun, Galaktikamiz tarixini qayta tasavvur qilishga urinib, biz hozir va keyin bir marta o'qigan tanish satrlarni ko'ramiz.
Somon yo'li. Kompyuter modeli
Shunday qilib, hammasi Katta portlashdan ko'p o'tmay boshlandi. “Bugungi kunda qorong'u materiya zichligidagi tebranishlar birinchi tuzilmalarni - qorong'u halos deb ataladigan narsalarni keltirib chiqarganligi umumiy qabul qilinadi. Gravitatsiya kuchi tufayli bu tuzilmalar parchalanmadi”, deb ta’kidlaydi nemis astronomi Andreas Burkert, Galaktika tug‘ilishining yangi modeli muallifi.
Qorong'u halolar kelajakdagi galaktikalarning embrionlari - yadrolariga aylandi. Ularning atrofida tortishish kuchi ta'sirida gaz to'plangan. ELS modelida tasvirlanganidek, bir hil qulash sodir bo'ldi. Katta portlashdan 500-1000 million yil o'tgach, qorong'u halolarni o'rab turgan gaz to'planishi yulduzlarning "inkubatorlari" ga aylandi. Bu erda kichik protogalaktikalar paydo bo'ldi. Birinchi globulyar klasterlar zich gaz bulutlarida paydo bo'lgan, chunki yulduzlar bu erda boshqa joylarga qaraganda yuzlab marta tez-tez tug'ilgan. Protogalaktikalar bir-biri bilan to'qnashib, bir-biri bilan qo'shilishdi - shunday qilib katta galaktikalar, jumladan, bizning Somon yo'limiz ham paydo bo'ldi. Bugungi kunda u qorong'u materiya va yagona yulduzlar va ularning globulyar klasterlari, yoshi 12 milliard yildan ortiq bo'lgan koinot xarobalari bilan o'ralgan.
Protogalaktikalarda juda ko'p massiv yulduzlar bor edi. Ularning ko'pchiligi portlaguncha bir necha o'n millionlab yillar o'tdi. Bu portlashlar gaz bulutlarini og'ir kimyoviy elementlar bilan boyitgan. Shuning uchun, galaktik diskda tug'ilgan yulduzlar halodagi kabi emas edi - ular yuzlab marta ko'proq metallarni o'z ichiga olgan. Bundan tashqari, bu portlashlar gazni isitadigan va uni protogalaktikalardan tashqariga olib chiqadigan kuchli galaktik girdoblarni hosil qildi. Gaz massalari va qorong'u materiyaning ajralishi sodir bo'ldi. Bu ilgari hech qanday modelda hisobga olinmagan galaktikalar shakllanishidagi eng muhim bosqich edi.
Shu bilan birga, qorong'u haloslar tobora ko'proq bir-biri bilan to'qnashdi. Bundan tashqari, protogalaktikalar cho'zilgan yoki parchalangan. Bu falokatlar Somon Yo'lining halosida "yoshlik" davridan beri saqlanib qolgan yulduz zanjirlarini eslatadi. Ularning joylashishini o'rganib, o'sha davrda sodir bo'lgan voqealarga baho berish mumkin. Asta-sekin, bu yulduzlar ulkan sharni - biz ko'rib turgan haloni hosil qildilar. U sovishi bilan uning ichiga gaz bulutlari kirib bordi. Ularning burchak impulsi saqlanib qoldi, shuning uchun ular bitta nuqtaga yiqilmadilar, balki aylanuvchi diskni hosil qildilar. Bularning barchasi 12 milliard yil oldin sodir bo'lgan. Gaz endi ELS modelida tasvirlanganidek siqildi.
Bu vaqtda Somon yo'lining "bo'rtiq" - ellipsoidni eslatuvchi o'rta qismi hosil bo'ladi. Bo'rtiq juda qadimgi yulduzlardan iborat. Bu, ehtimol, gaz bulutlarini eng uzoq vaqt ushlab turgan eng katta protogalaktikalarning birlashishi paytida paydo bo'lgan. Uning o'rtasida neytron yulduzlar va mayda qora tuynuklar - portlovchi o'ta yangi yulduzlarning qoldiqlari bor edi. Ular bir vaqtning o'zida gaz oqimlarini o'zlashtirib, bir-biri bilan birlashdilar. Ehtimol, bizning Galaktikamizning markazida joylashgan ulkan qora tuynuk shunday tug'ilgandir.
Somon yo'lining tarixi ilgari o'ylanganidan ko'ra xaotikroqdir. Koinot me'yorlari bo'yicha ham ta'sirchan bo'lgan bizning ona galaktikamiz bir qator ta'sirlar va birlashishlardan so'ng - bir qator kosmik ofatlardan keyin shakllangan. O'sha qadimiy voqealarning izlarini bugungi kunda ham topish mumkin.
Masalan, Somon yo‘lidagi barcha yulduzlar ham galaktika markazi atrofida aylanmaydi. Ehtimol, milliardlab yillar davomida bizning Galaktikamiz ko'plab sayohatchilarni "o'ziga singdirgan". Galaktik halodagi har o'ninchi yulduzning yoshi 10 milliard yildan kamroq. Bu vaqtga kelib, Somon yo'li allaqachon shakllangan. Ehtimol, bu bir vaqtlar qo'lga olingan mitti galaktikalarning qoldiqlari. Jerar Gilmur boshchiligidagi Astronomiya institutining (Kembrij) bir guruh ingliz olimlari Somon yo'li 40 dan 60 tagacha Karina tipidagi mitti galaktikalarni o'zlashtirishi mumkinligini hisoblab chiqdi.
Bundan tashqari, Somon yo'li juda katta gaz massalarini o'ziga tortadi. Shunday qilib, 1958 yilda golland astronomlari haloda ko'plab kichik dog'larni payqashdi. Darhaqiqat, ular asosan vodorod atomlaridan tashkil topgan va galaktik disk tomon shoshilayotgan gaz bulutlari bo'lib chiqdi.
Bizning Galaktikamiz kelajakda ishtahasini tiya olmaydi. Ehtimol, u bizga eng yaqin bo'lgan mitti galaktikalarni - Fornax, Karina va, ehtimol, Sextansni o'zlashtiradi va keyin Andromeda tumanligi bilan birlashadi. Somon yo'li atrofida - bu to'yib bo'lmaydigan "yulduz kannibal" - u yanada sahroga aylanadi.
Ijtimoiy guruhlarga bo'lingan bizning Somon yo'li galaktikamiz kuchli "o'rta sinf" ga tegishli bo'ladi. Shunday qilib, u eng keng tarqalgan galaktika turiga kiradi, lekin ayni paytda u o'rtacha kattalik yoki massa emas. Somon yo'lidan kichikroq bo'lgan galaktikalar undan kattaroq galaktikalardan kattaroqdir. Bizning "yulduzli orolimiz" ham kamida 14 ta sun'iy yo'ldoshga ega - boshqa mitti galaktikalar. Ular Somon yo'li tomonidan so'rilmaguncha aylanib o'tishga yoki galaktikalararo to'qnashuvdan uchib ketishga mahkum. Xo'sh, hozircha bu hayot mavjud bo'lgan yagona joy - ya'ni siz va men.
Ammo Somon yo'li koinotdagi eng sirli galaktika bo'lib qolmoqda: "yulduzli orol" ning eng chekkasida bo'lib, biz uning milliardlab yulduzlarining faqat bir qismini ko'ramiz. Va galaktika butunlay ko'rinmas - u yulduzlarning zich qo'llari, gaz va chang bilan qoplangan. Bugun biz Somon yo'lining faktlari va sirlari haqida gaplashamiz.
> >> Somon yo'lida nechta yulduz borSomon yo'li galaktikasida nechta yulduz bor?: sonni qanday aniqlash mumkin, Hubble teleskopi tadqiqoti, spiral galaktikaning tuzilishi, kuzatish usullari.
Agar siz qorong'u osmonga qoyil qolish imkoniga ega bo'lsangiz, unda sizning oldingizda ajoyib yulduzlar to'plami bor. Istalgan joydan Somon yo'lining 2500 ta yulduzini texnologiyadan foydalanmasdan, 5800-8000 yulduzni qo'lingizda durbin yoki teleskop yashiringan bo'lsa ko'rishingiz mumkin. Ammo bu ularning sonining kichik bir qismi. Shunday qilib, Somon yo'li galaktikasida qancha yulduz bor?
Olimlarning fikriga ko'ra, Somon yo'lidagi yulduzlarning umumiy soni 100-400 milliardni tashkil qiladi, garchi trillion chegaraga ko'tarilganlar ham bor. Nega bunday farqlar? Gap shundaki, biz ichkaridan ochiq ko'rinishga egamiz va erning ko'rish zonasidan yashirin joylar mavjud.
Galaktika tuzilishi va uning yulduzlar soniga ta'siri
Keling, Quyosh tizimi uzunligi 100 000 yorug'lik yili bo'lgan spiral tipdagi galaktik diskda joylashganligidan boshlaylik. Biz markazdan 30 000 yorug'lik yili uzoqdamiz. Ya'ni, qarama-qarshi tomon bilan o'rtamizda katta tafovut bor.
Keyin yana bir kuzatish qiyinligi paydo bo'ladi. Ba'zi yulduzlar boshqalardan ko'ra yorqinroq va ba'zan ularning yorug'ligi qo'shnilaridan ustun turadi. Yalang'och ko'zga ko'rinadigan eng uzoq yulduzlar 1000 yorug'lik yili masofasida joylashgan. Somon yo'li ko'zni qamashtiruvchi chiroqlar bilan to'ldirilgan, ammo ularning ko'plari gaz va chang tumanlari orqasida yashiringan. Aynan shu cho'zilgan iz "sut" deb ataladi.
Bizning galaktik "mintaqamizdagi" yulduzlar kuzatish uchun ochiq. Tasavvur qiling-a, siz butun hudud odamlar bilan gavjum bo'lgan xonada ziyofatdasiz. Siz bir burchakda turasiz va hozir bo'lgan odamlarning aniq sonini nomlashingiz so'raladi. Lekin bu hammasi emas. Mehmonlardan biri tutun mashinasini yoqadi va butun xona qalin tumanga to'lib, sizdan uzoqroqda turganlarni to'sib qo'yadi. Endi hisoblang!
Yulduzlar sonini tasavvur qilish usullari
Lekin vahima qilishning hojati yo'q, chunki har doim bo'shliqlar mavjud. Infraqizil kameralar chang va tutun orqali o'tishga imkon beradi. Shu kabi loyihalarga Spitzer teleskopi, COBE, WISE va Germaniya kosmik observatoriyasi kiradi.
Ularning barchasi so'nggi o'n yil ichida infraqizil to'lqin uzunliklarida fazoni o'rganish uchun paydo bo'lgan. Bu yashirin yulduzlarni topishga yordam beradi. Ammo bu ham hamma narsani ko'rishga imkon bermaydi, shuning uchun olimlar hisob-kitoblarni amalga oshirishga va spekulyativ raqamlarni ilgari surishga majbur bo'lishadi. Kuzatishlar galaktik diskdagi yulduz orbitalaridan boshlanadi. Buning yordamida Somon yo'lining orbital tezligi va aylanish davri (harakati) hisoblab chiqiladi.
Somon yo'lida qancha yulduz borligi haqidagi xulosalar
Galaktika markazi atrofida bir marta aylanishni yakunlash uchun Quyosh tizimiga 225-250 million yil kerak bo'ladi. Ya'ni, galaktikaning tezligi 600 km/s.
Keyinchalik, massa aniqlanadi (qorong'u materiya halosi - 90%) va o'rtacha massa hisoblanadi (yulduzlarning massalari va turlari o'rganiladi). Natijada, ma'lum bo'lishicha, Somon yo'li galaktikasidagi yulduzlar sonining o'rtacha hisobi 200-400 milliard samoviy jismni tashkil qiladi.
Kelajakdagi texnologiyalar har bir yulduzni topishga imkon beradi. Yoki zondlar aql bovar qilmaydigan masofalarga etib borishi va galaktikani "shimoldan" - markazning tepasida suratga olishlari mumkin. Hozircha biz faqat matematik hisob-kitoblarga tayanishimiz mumkin.
Yer sayyorasi, Quyosh tizimi, milliardlab boshqa yulduzlar va samoviy jismlar - bularning barchasi bizning Somon yo'li galaktikamiz - ulkan galaktikalararo shakllanish bo'lib, u erda hamma narsa tortishish qonunlariga bo'ysunadi. Galaktikaning haqiqiy o'lchami haqidagi ma'lumotlar faqat taxminiydir. Va eng qizig'i shundaki, koinotda katta yoki kichikroq bunday shakllanishlar yuzlab, balki minglab mavjud.
Somon yo'li galaktikasi va uni o'rab turgan narsalar
Barcha samoviy jismlar, jumladan, Somon yo'li sayyoralari, sun'iy yo'ldoshlar, asteroidlar, kometalar va yulduzlar doimo harakatda. Katta portlashning kosmik girdobida tug'ilgan bu ob'ektlarning barchasi o'z rivojlanish yo'lida. Ba'zilar yoshi kattaroq, boshqalari aniq yoshroq.
Gravitatsion shakllanish markaz atrofida aylanadi, galaktikaning alohida qismlari turli tezliklarda aylanadi. Agar markazda galaktik diskning aylanish tezligi ancha mo''tadil bo'lsa, u holda periferiyada bu parametr 200-250 km / s qiymatlarga etadi. Quyosh shu hududlardan birida, galaktika diskining markaziga yaqinroqda joylashgan. Undan galaktika markazigacha bo'lgan masofa 25-28 ming yorug'lik yili. Quyosh va Quyosh sistemasi 225-250 million yil ichida tortishish shakllanishining markaziy o'qi atrofida to'liq aylanishni yakunlaydi. Shunga ko'ra, butun mavjudlik tarixida Quyosh tizimi markaz atrofida atigi 30 marta uchgan.
Galaktikaning koinotdagi o'rni
Bir diqqatga sazovor xususiyatni ta'kidlash kerak. Quyoshning va shunga mos ravishda Yer sayyorasining pozitsiyasi juda qulay. Galaktik disk doimiy ravishda siqilish jarayonidan o'tadi. Bu mexanizm spiral novdalarning aylanish tezligi va galaktika diskida o'z qonunlari bo'yicha harakatlanuvchi yulduzlar harakati o'rtasidagi nomuvofiqlik tufayli yuzaga keladi. Siqilish paytida kuchli ultrabinafsha nurlanish bilan birga zo'ravon jarayonlar sodir bo'ladi. Quyosh va Yer bunday kuchli faollik bo'lmagan korotatsion doirada qulay tarzda joylashgan: Somon yo'lining qo'llari chegarasidagi ikkita spiral novdalar - Sagittarius va Perseus o'rtasida. Bu biz uzoq vaqt davomida bo'lgan xotirjamlikni tushuntiradi. 4,5 milliard yildan ko'proq vaqt davomida biz kosmik falokatlardan ta'sirlanmadik.
Somon yo'li galaktikasining tuzilishi
Galaktik disk o'z tarkibida bir hil emas. Boshqa spiral gravitatsiyaviy tizimlar singari, Somon yo'li uchta ajralib turadigan hududga ega:
- turli yoshdagi bir milliard yulduzni o'z ichiga olgan zich yulduz klasteridan hosil bo'lgan yadro;
- yulduzlar klasterlari, yulduz gazlari va changlaridan hosil bo'lgan galaktik diskning o'zi;
- toj, sferik halo - globulyar klasterlar, mitti galaktikalar, yulduzlarning alohida guruhlari, kosmik chang va gazlar joylashgan hudud.
Galaktik disk tekisligi yaqinida klasterlarda to'plangan yosh yulduzlar joylashgan. Disk markazidagi yulduz klasterlarining zichligi yuqoriroq. Markazga yaqin joyda zichlik kub parsek uchun 10 000 yulduzni tashkil qiladi. Quyosh tizimi joylashgan mintaqada yulduzlarning zichligi allaqachon 16 kubik parsek uchun 1-2 yulduzni tashkil qiladi. Qoida tariqasida, bu samoviy jismlarning yoshi bir necha milliard yildan oshmaydi.
Yulduzlararo gaz ham markazdan qochma kuchlar taʼsirida disk tekisligi atrofida toʻplanadi. Spiral shoxlarning doimiy aylanish tezligiga qaramay, yulduzlararo gaz notekis taqsimlanib, bulutlar va tumanliklarning katta va kichik zonalarini hosil qiladi. Biroq, asosiy galaktik qurilish materiali qorong'u materiyadir. Uning massasi Somon yo'li galaktikasini tashkil etuvchi barcha samoviy jismlarning umumiy massasidan ustundir.
Agar diagrammada galaktikaning tuzilishi juda aniq va shaffof bo'lsa, unda aslida galaktika diskining markaziy hududlarini tekshirish deyarli mumkin emas. Gaz va chang bulutlari va yulduz gazlari klasterlari bizning ko'zimizdan Somon yo'lining markazidan yorug'likni yashiradi, unda haqiqiy kosmik yirtqich hayvon - o'ta massiv qora tuynuk yashaydi. Ushbu supergigantning massasi taxminan 4,3 million M☉ ni tashkil qiladi. Supergigantning yonida kichikroq qora tuynuk joylashgan. Ushbu ma'yus kompaniya yuzlab mitti qora tuynuklar bilan to'ldiriladi. Somon yo'lining qora tuynuklari nafaqat yulduz moddasini yutib yuboradi, balki koinotga ulkan protonlar, neytronlar va elektronlarni tashlab, tug'ruqxona vazifasini bajaradi. Ulardan atom vodorodi hosil bo'ladi - yulduzlar qabilasining asosiy yoqilg'isi.
Jumper paneli galaktika yadrosi hududida joylashgan. Uning uzunligi 27 ming yorug'lik yili. Bu erda qadimgi yulduzlar, yulduz moddasi qora tuynuklarni oziqlantiradigan qizil gigantlar hukmronlik qiladi. Molekulyar vodorodning asosiy qismi yulduz hosil bo'lish jarayoni uchun asosiy qurilish materiali bo'lib xizmat qiladigan ushbu mintaqada to'plangan.
Geometrik jihatdan galaktikaning tuzilishi juda oddiy ko'rinadi. Har bir spiral qo'l va ularning to'rttasi Somon yo'lida gaz halqasidan kelib chiqadi. Yenglar 20⁰ burchak ostida ajralib turadi. Galaktika diskining tashqi chegaralarida asosiy element atom vodorod bo'lib, u galaktika markazidan periferiyaga tarqaladi. Somon yo'li chetidagi vodorod qatlamining qalinligi markazga qaraganda ancha kengroq, uning zichligi esa nihoyatda past. Vodorod qatlamining ajralishi bizning galaktikamizni o'nlab milliard yillar davomida yaqindan kuzatib kelayotgan mitti galaktikalar ta'sirida yordam beradi.
Galaktikamizning nazariy modellari
Hatto qadimgi astronomlar osmondagi ko'rinadigan chiziq uning markazi atrofida aylanadigan ulkan yulduz diskining bir qismi ekanligini isbotlashga harakat qilishdi. Ushbu bayonot amalga oshirilgan matematik hisob-kitoblar bilan tasdiqlangan. Bizning galaktikamiz haqida faqat ming yillar o'tgach, kosmik tadqiqotning instrumental usullari fan yordamiga kelganida paydo bo'ldi. Somon yo'lining tabiatini o'rganishdagi yutuq ingliz Uilyam Gerschelning ishi bo'ldi. 1700 yilda u bizning galaktikamiz disk shaklida ekanligini eksperimental tarzda isbotlay oldi.
Bizning zamonamizda tadqiqotlar boshqacha yo'l tutdi. Olimlar o'rtasida turli masofalar mavjud bo'lgan yulduzlarning harakatlarini solishtirishga tayandilar. Parallaks usulidan foydalanib, Jeykob Kaptein galaktikaning diametrini taxminan aniqlay oldi, uning hisob-kitoblariga ko'ra, u 60-70 ming yorug'lik yili. Shunga ko'ra, Quyoshning o'rni aniqlandi. Ma'lum bo'lishicha, u galaktikaning g'azablangan markazidan nisbatan uzoqda va Somon yo'lining chetidan ancha uzoqda joylashgan.
Galaktikalar mavjudligi haqidagi asosiy nazariya amerikalik astrofizik Edvin Xabblning nazariyasidir. U barcha gravitatsion shakllanishlarni elliptik galaktikalar va spiral tipdagi shakllanishlarga bo'lish g'oyasini ilgari surdi. Ikkinchisi, spiral galaktikalar, turli o'lchamdagi shakllanishlarni o'z ichiga olgan eng katta guruhni ifodalaydi. Yaqinda kashf etilgan eng katta spiral galaktika NGC 6872 bo'lib, diametri 552 ming yorug'lik yilidan oshadi.
Kutilayotgan kelajak va prognozlar
Somon yo'li galaktikasi ixcham va tartibli gravitatsion shakllanish kabi ko'rinadi. Qo'shnilarimizdan farqli o'laroq, bizning intergalaktik uyimiz juda tinch. Qora tuynuklar muntazam ravishda galaktika diskiga ta'sir qilib, uning hajmini kamaytiradi. Bu jarayon allaqachon o'nlab milliard yillar davom etgan va yana qancha davom etishi noma'lum. Bizning galaktikamiz ustidan kelayotgan yagona tahdid uning eng yaqin qo'shnisidan keladi. Andromeda galaktikasi bizga tezlik bilan yaqinlashmoqda. Olimlar ikkita tortishish tizimining to'qnashuvi 4,5 milliard yil ichida sodir bo'lishi mumkinligini taxmin qilmoqdalar.
Bunday uchrashuv-birlashish biz yashashga odatlangan dunyoning oxirini anglatadi. Hajmi kichikroq bo'lgan Somon yo'li kattaroq shakllanish tomonidan so'riladi. Ikkita katta spiral shakllanish o'rniga koinotda yangi elliptik galaktika paydo bo'ladi. Shu vaqtgacha bizning galaktikamiz o'z sun'iy yo'ldoshlari bilan ishlay oladi. Ikki mitti galaktika - Katta va Kichik Magellan bulutlari 4 milliard yildan keyin Somon yo'li tomonidan so'riladi.
Agar siz ushbu saytda reklama qilishdan charchagan bo'lsangiz, bizning mobil ilovamizni bu yerdan yuklab oling: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.news.android.military yoki pastda Google Play logotipini bosish orqali. . U erda biz doimiy auditoriyamiz uchun maxsus reklama bloklari sonini kamaytirdik.
Shuningdek, ilovada:
- ko'proq yangiliklar
- kuniga 24 soat yangilanadi
- asosiy voqealar haqida bildirishnomalar
Agar sizda biron bir savol bo'lsa, ularni maqola ostidagi sharhlarda qoldiring. Biz yoki bizning tashrif buyuruvchilarimiz ularga javob berishdan mamnun bo'lamiz
Odamlar qadim zamonlardan beri koinotning yoshiga qiziqish bildirishgan. Garchi siz uning tug'ilgan sanasini ko'rish uchun undan pasport so'ramasangiz ham, zamonaviy fan bu savolga javob bera oldi. To'g'ri, yaqinda.
Olamga pasport Astronomlar koinotning dastlabki tarjimai holini batafsil o‘rganib chiqishdi. Ammo ular uning aniq yoshiga shubha qilishdi, bu so'nggi ikki o'n yillikda yo'q qilindi.
Aleksey Levin
Bobil va Yunoniston donishmandlari olamni abadiy va o'zgarmas deb hisoblaganlar, hind yilnomachilari esa miloddan avvalgi 150-yilda. uning roppa-rosa 1 972 949 091 yoshda ekanligini aniqladilar (Aytgancha, kattalik tartibida ular unchalik yanglishmagan!). 1642 yilda ingliz teologi Jon Laytfut Injil matnlarini sinchkovlik bilan tahlil qilib, dunyoning yaratilishi miloddan avvalgi 3929 yilda sodir bo'lganligini hisoblab chiqdi; bir necha yil o'tgach, Irlandiya episkopi Jeyms Ussher uni 4004-ga ko'chirdi. Zamonaviy ilm-fan asoschilari Iogannes Kepler va Isaak Nyutonlar ham bu mavzuni e'tibordan chetda qoldirmadilar. Ular nafaqat Injilga, balki astronomiyaga ham murojaat qilishgan bo'lsa-da, ularning natijalari ilohiyotchilarning hisob-kitoblariga o'xshash bo'lib chiqdi - miloddan avvalgi 3993 va 3988 yil. Bizning ma'rifiy davrimizda Olamning yoshi boshqa yo'llar bilan belgilanadi. Ularni tarixiy nuqtai nazardan ko'rish uchun, keling, avvalo o'z sayyoramiz va uning kosmik muhitini ko'rib chiqaylik.
Astronomlar koinotning dastlabki tarjimai holini batafsil o'rganishdi. Ammo ular uning aniq yoshiga shubha qilishdi, bu so'nggi ikki o'n yillikda yo'q qilindi.
Toshlar orqali folbinlik
XVIII asrning ikkinchi yarmidan boshlab olimlar Yer va Quyoshning yoshini fizik modellar asosida hisoblay boshladilar. Shunday qilib, 1787 yilda frantsuz tabiatshunosi Jorj-Lui Lekler, agar sayyoramiz tug'ilganda erigan temir to'pi bo'lsa, hozirgi haroratgacha sovishi uchun 75 dan 168 ming yilgacha kerak bo'ladi, degan xulosaga keldi. 108 yildan keyin irlandiyalik matematik va muhandis Jon Perri Yerning issiqlik tarixini qayta hisoblab chiqdi va uning yoshini 2-3 milliard yil deb aniqladi. 20-asrning boshida lord Kelvin shunday xulosaga keldi: agar Quyosh faqat tortishish energiyasining chiqishi tufayli asta-sekin qisqarib, porlab tursa, unda uning yoshi (va, demak, Yer va boshqa sayyoralarning maksimal yoshi) bir necha yuz million yil bo'lishi mumkin. Ammo o'sha paytda geologlar ishonchli geoxronologik usullarning yo'qligi sababli bu taxminlarni na tasdiqlay, na inkor eta olishdi.
Yigirmanchi asrning birinchi o'n yilligining o'rtalarida Ernest Ruterford va amerikalik kimyogar Bertram Boltvud yer jinslarining radiometrik tanishuvining asosini ishlab chiqdilar, bu Perri haqiqatga ancha yaqinroq ekanligini ko'rsatdi. 1920-yillarda radiometrik yoshi 2 milliard yilga yaqin bo'lgan mineral namunalar topildi. Keyinchalik geologlar bu qiymatni bir necha marta oshirdilar va hozirga kelib u ikki baravar ko'paydi - 4,4 milliardga etdi.Qo'shimcha ma'lumotlar "samoviy toshlar" - meteoritlarni o'rganish orqali taqdim etiladi. Ularning yoshining deyarli barcha radiometrik baholari 4,4-4,6 milliard yil oralig'iga to'g'ri keladi.
Zamonaviy geliosesmologiya Quyoshning yoshini to'g'ridan-to'g'ri aniqlash imkonini beradi, so'nggi ma'lumotlarga ko'ra, u 4,56 - 4,58 milliard yil. Protosolar bulutning tortishish kondensatsiyasining davomiyligi bor-yo'g'i million yillar bilan o'lchanganligi sababli, biz ishonch bilan aytishimiz mumkinki, bu jarayonning boshlanishidan hozirgi kungacha 4,6 milliard yildan ortiq vaqt o'tmagan. Shu bilan birga, quyosh moddasida geliydan og'irroq ko'plab elementlar mavjud bo'lib, ular o'ta yangi yulduzlarda yonib ketgan va portlagan oldingi avlodlarning massiv yulduzlarining termoyadro pechlarida hosil bo'lgan. Bu shuni anglatadiki, koinotning mavjudligi Quyosh tizimining yoshidan ancha yuqori. Ushbu ortiqcha miqdorni aniqlash uchun siz birinchi navbatda bizning Galaktikamizga, keyin esa uning chegarasidan tashqariga chiqishingiz kerak.
Oq mittilar ortidan
Bizning Galaktikamizning umrini turli yo'llar bilan aniqlash mumkin, ammo biz o'zimizni eng ishonchli ikkitasi bilan cheklaymiz. Birinchi usul oq mittilarning porlashini kuzatishga asoslangan. Bu ixcham (taxminan Yer hajmida) va dastlab juda issiq samoviy jismlar eng massiv yulduzlardan tashqari hamma uchun hayotning yakuniy bosqichini ifodalaydi. Oq mittiga aylanish uchun yulduz butun termoyadro yoqilg'isini to'liq yoqishi va bir nechta kataklizmlarni boshdan kechirishi kerak - masalan, bir muncha vaqt qizil gigantga aylanadi.
Tabiiy soat
Radiometrik aniqlash ma'lumotlariga ko'ra, hozirda Yerdagi eng qadimgi jinslar Kanadaning shimoli-g'arbiy qismidagi Buyuk Qul ko'li qirg'og'ining kulrang gneyslari hisoblanadi - ularning yoshi 4,03 milliard yil deb belgilangan. Bundan oldinroq (4,4 milliard yil oldin) g'arbiy Avstraliyadagi gneyslarda topilgan tabiiy sirkonyum silikati bo'lgan tsirkon mineralining mayda donalari kristallangan. Va o'sha kunlarda er qobig'i allaqachon mavjud bo'lganligi sababli, bizning sayyoramiz biroz kattaroq bo'lishi kerak edi.
Meteoritlarga kelsak, eng aniq ma'lumot yangi tug'ilgan Quyoshni o'rab turgan gaz-chang bulutidan hosil bo'lganidan keyin deyarli o'zgarmagan karbonli xondritik meteoritlar materialidagi kaltsiy-alyuminiy qo'shimchalarini aniqlash orqali taqdim etiladi. 1962 yilda Qozog‘istonning Pavlodar viloyatida topilgan Efremovka meteoritidagi o‘xshash tuzilmalarning radiometrik yoshi 4 milliard 567 million yilni tashkil etadi.
Oddiy oq mitti deyarli butunlay degeneratsiyalangan elektron gazga kiritilgan uglerod va kislorod ionlaridan iborat bo'lib, vodorod yoki geliy hukmronlik qiladigan nozik atmosferaga ega. Uning sirt harorati 8000 dan 40 000 K gacha, markaziy zona esa millionlab va hatto o'n millionlab darajalarga qadar isitiladi. Nazariy modellarga ko'ra, asosan kislorod, neon va magniydan iborat (ma'lum sharoitlarda massasi 8 dan 10,5 gacha yoki hatto 12 quyosh massasiga ega bo'lgan yulduzlarga aylanadi) mittilar ham tug'ilishi mumkin, ammo ularning mavjudligi hali yo'q. isbotlangan. Nazariya, shuningdek, Quyosh massasining kamida yarmiga teng bo'lgan yulduzlar geliy oq mittilari bo'lishini ta'kidlaydi. Bunday yulduzlar juda ko'p, lekin ular vodorodni juda sekin yoqadi va shuning uchun o'nlab va yuzlab million yillar davomida yashaydi. Hozircha, ular vodorod yoqilg'isini sarflash uchun etarli vaqtga ega emaslar (hozirgacha topilgan juda oz sonli geliy mittilari ikkilik tizimlarda yashaydi va butunlay boshqacha tarzda paydo bo'lgan).
Oq mitti termoyadro termoyadroviy reaktsiyalarini qo'llab-quvvatlay olmasligi sababli, u to'plangan energiya tufayli porlaydi va shuning uchun asta-sekin soviydi. Ushbu sovutish tezligini hisoblash mumkin va shu asosda sirt haroratini dastlabki haroratdan (odatda mitti uchun bu taxminan 150 000 K) kuzatilgan haroratgacha kamaytirish uchun zarur bo'lgan vaqtni aniqlang. Bizni Galaktika yoshi qiziqtirganligi sababli, biz eng uzoq umr ko'radigan va shuning uchun eng sovuq oq mittilarni izlashimiz kerak. Zamonaviy teleskoplar sirt harorati 4000 K dan past bo'lgan, yorqinligi Quyoshnikidan 30 000 marta past bo'lgan intragalaktik mittilarni aniqlash imkonini beradi. Hozircha ular topilmadi - yoki ular umuman yo'q yoki ular juda oz. Bundan kelib chiqadiki, bizning Galaktikamiz 15 milliard yildan ortiq bo'lishi mumkin emas, aks holda ular sezilarli miqdorda mavjud bo'lar edi.
Bugungi kunga qadar tog 'jinslarida ulardagi turli xil radioaktiv izotoplarning parchalanish mahsulotlarining tarkibi tahlili qo'llaniladi. Tog' jinslarining turiga va tanishish vaqtiga qarab, izotoplarning turli juftlari qo'llaniladi.
Bu eng yuqori yosh chegarasi. Pastki qism haqida nima deyishimiz mumkin? Hozirda ma'lum bo'lgan eng ajoyib oq mittilar 2002 va 2007 yillarda Hubble kosmik teleskopi tomonidan aniqlangan. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, ularning yoshi 11,5 - 12 milliard yil. Bunga biz avvalgi yulduzlarning yoshini ham qo'shishimiz kerak (yarim milliarddan milliard yilgacha). Bundan kelib chiqadiki, Somon yo'li 13 milliard yoshdan kichik emas. Shunday qilib, oq mittilarning kuzatuvlari natijasida olingan uning yoshining yakuniy bahosi taxminan 13-15 milliard yilni tashkil qiladi.
To'p sertifikatlari
Ikkinchi usul Somon yo'lining periferik zonasida joylashgan va uning yadrosini aylanib yuruvchi sferik yulduz klasterlarini o'rganishga asoslangan. Ular o'zaro tortishish bilan bog'langan yuz minglab milliondan ortiq yulduzlarni o'z ichiga oladi.
Globulyar klasterlar deyarli barcha yirik galaktikalarda uchraydi va ularning soni ba'zan minglablarga etadi. U erda deyarli yangi yulduzlar tug'ilmaydi, lekin eski yulduzlar juda ko'p. Bizning Galaktikada 160 ga yaqin shunday globulyar klasterlar qayd etilgan va ehtimol yana ikki-uch o'nlab klasterlar topiladi. Ularning shakllanish mexanizmlari to'liq aniq emas, ammo, ehtimol, ularning ko'pchiligi Galaktikaning o'zi tug'ilgandan keyin paydo bo'lgan. Shu sababli, eng qadimgi globulyar klasterlarning shakllanishini aniqlash galaktika yoshining pastki chegarasini belgilashga imkon beradi.
Ushbu tanishuv texnik jihatdan juda murakkab, ammo u juda oddiy g'oyaga asoslangan. Klasterdagi barcha yulduzlar (o'ta massadan eng engilgacha) bir xil gaz bulutidan hosil bo'ladi va shuning uchun deyarli bir vaqtning o'zida tug'iladi. Vaqt o'tishi bilan ular vodorodning asosiy zaxiralarini yoqib yuboradilar - ba'zilari oldinroq, boshqalari keyinroq. Bu bosqichda yulduz asosiy ketma-ketlikni tark etadi va bir qator o'zgarishlarni boshdan kechiradi, ular to'liq tortishish qulashi (keyin neytron yulduzi yoki qora tuynuk paydo bo'lishi) yoki oq mitti paydo bo'lishi bilan yakunlanadi. Shuning uchun globulyar klasterning tarkibini o'rganish uning yoshini juda aniq aniqlash imkonini beradi. Ishonchli statistika uchun o'rganilayotgan klasterlar soni kamida bir necha o'nlab bo'lishi kerak.
Bu ish uch yil avval astronomlar jamoasi tomonidan Hubble kosmik teleskopining ACS (Advanced Camera for Survey) kamerasidan foydalangan holda amalga oshirilgan. Galaktikamizdagi 41 ta globulyar klasterlarning monitoringi ularning o'rtacha yoshi 12,8 milliard yil ekanligini ko'rsatdi. Rekordchilar Quyoshdan 7200 va 13000 yorugʻlik yili uzoqlikda joylashgan NGC 6937 va NGC 6752 klasterlari boʻldi. Ular deyarli 13 milliard yildan kam emas, ikkinchi klasterning eng ehtimolli umri 13,4 milliard yilni tashkil etadi (garchi ortiqcha yoki minus milliard xato bo'lsa ham).
Massasi Quyosh tartibida bo‘lgan yulduzlar vodorod zahiralari tugashi bilan shishib, qizil mittilarga aylanadi, shundan so‘ng siqilish vaqtida geliy yadrosi qiziydi va geliyning yonishi boshlanadi. Bir muncha vaqt o'tgach, yulduz qobig'ini tashlab, sayyora tumanligini hosil qiladi va keyin oq mitti bo'lib, keyin soviydi.
Biroq, bizning Galaktikamiz uning klasterlaridan kattaroq bo'lishi kerak. Uning birinchi supermassiv yulduzlari o'ta yangi yulduzlar sifatida portladi va ko'plab elementlarning yadrolarini, xususan barqaror izotop berilliy-berilliy-9 yadrolarini kosmosga chiqarib yubordi. Globulyar klasterlar shakllana boshlaganida, ularning yangi tug'ilgan yulduzlari allaqachon berilliyni o'z ichiga olgan va keyinchalik ular paydo bo'lgan. Ularning atmosferasidagi berilliy tarkibiga asoslanib, klasterlar Galaktikadan qanchalik yoshroq ekanligini aniqlash mumkin. NGC 6937 klasteridagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, bu farq 200 - 300 million yilni tashkil qiladi. Shunday qilib, hech qanday cheklovsiz aytishimiz mumkinki, Somon yo'lining yoshi 13 milliard yildan oshadi va ehtimol 13,3-13,4 milliardga etadi.Bu oq mittilarning kuzatuvlari asosida qilingan taxmin bilan deyarli bir xil, ammo bu butunlay boshqacha tarzda olingan.
Hubble qonuni
Koinotning yoshi haqidagi savolni ilmiy jihatdan shakllantirish faqat o'tgan asrning ikkinchi choragining boshlarida mumkin bo'ldi. 1920-yillarning oxirida Edvin Xabbl va uning yordamchisi Milton Humason bir necha yil avval mustaqil galaktikalarga aylangan Somon yoʻli tashqarisidagi oʻnlab tumanliklarning masofalarini aniqlay boshladilar.
Ushbu galaktikalar Quyoshdan spektrlarining qizil siljishi bilan o'lchanadigan radial tezliklarda uzoqlashmoqda. Garchi bu galaktikalarning aksariyatigacha bo'lgan masofalar katta xato bilan aniqlanishi mumkin bo'lsa-da, Xabbl 1929 yil boshida chop etilgan maqolasida yozganidek, ular radial tezliklarga taxminan proportsional ekanligini aniqladi. Ikki yil o'tgach, Xabbl va Humason boshqa galaktikalarni kuzatish asosida bu xulosani tasdiqladilar - ularning ba'zilari 100 million yorug'lik yilidan oshadi.
Ushbu ma'lumotlar Hubble qonuni deb nomlanuvchi mashhur v=H0d formulasining asosini tashkil etdi. Здесь v — радиальная скорость галактики по отношению к Земле, d — расстояние, H0 — коэффициент пропорциональности, чья размерность, как легко видеть, обратна размерности времени (раньше его называли постоянной Хаббла, что неверно, поскольку в предшествующие эпохи величина H0 была иной, чем bizning vaqtda). Xabblning o'zi va boshqa ko'plab astronomlar uzoq vaqt davomida ushbu parametrning jismoniy ma'nosi haqidagi taxminlarni rad etishdi. Biroq, Jorj Lemaitre 1927 yilda umumiy nisbiylik nazariyasi galaktikalarning kengayishini koinotning kengayishining dalili sifatida talqin qilishga imkon berishini ko'rsatdi. To'rt yil o'tgach, u bu xulosani mantiqiy xulosaga chiqarishga jur'at etdi va olam deyarli nuqtaga o'xshash embriondan paydo bo'lgan degan gipotezani ilgari surdi va u yaxshiroq atama yo'qligi sababli atom deb ataydi. Bu ibtidoiy atom istalgan vaqtda cheksizgacha statik holatda qolishi mumkin edi, lekin uning "portlashi" materiya va nurlanish bilan to'lgan kengayib borayotgan fazoni tug'dirdi, bu esa cheklangan vaqt ichida hozirgi Koinotni vujudga keltirdi. Lemaitre o'zining birinchi maqolasida allaqachon Xabbl formulasining to'liq analogini oldi va bir qator galaktikalarning tezligi va masofalari to'g'risidagi o'sha vaqtga ma'lum bo'lgan ma'lumotlarga ega bo'lib, u masofalar va tezliklar o'rtasidagi mutanosiblik koeffitsientining taxminan bir xil qiymatini oldi. Hubble sifatida. Biroq uning maqolasi Belgiyaning unchalik mashhur bo‘lmagan jurnalida frantsuz tilida chop etilgan va dastlab e’tibordan chetda qolgan. Bu ko'pchilik astronomlarga faqat 1931 yilda ingliz tiliga tarjimasi nashr etilgandan keyin ma'lum bo'ldi.
Koinotning evolyutsiyasi uning kengayishining dastlabki tezligi, shuningdek tortishish (shu jumladan qorong'u materiya) va tortishish kuchi (qorong'u energiya) ta'siri bilan belgilanadi. Ushbu omillar o'rtasidagi munosabatlarga qarab, koinotning o'lchamlari grafigi kelajakda ham, o'tmishda ham har xil shaklga ega bo'lib, bu uning yoshini baholashga ta'sir qiladi. Hozirgi kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, Olam eksponent ravishda kengayib bormoqda (qizil grafik).
Hubble vaqti
Lemetrning ushbu ishi va Xabblning o'zi va boshqa kosmologlarning keyingi ishlaridan koinotning yoshi (tabiiy ravishda, uning kengayishining dastlabki daqiqasidan boshlab o'lchanadi) 1/H0 qiymatiga bog'liqligi to'g'ridan-to'g'ri kelib chiqdi, bu hozir Xabbl deb ataladi. vaqt. Ushbu bog'liqlikning tabiati koinotning o'ziga xos modeli bilan belgilanadi. Agar biz tortishish moddalari va nurlanish bilan to'ldirilgan tekis koinotda yashaymiz deb faraz qilsak, uning yoshini hisoblash uchun 1/H0 ni 2/3 ga ko'paytirish kerak.
Mana shu yerda to'siq paydo bo'ldi. Hubble va Humason o'lchovlaridan kelib chiqadiki, 1/H0 ning raqamli qiymati taxminan 1,8 milliard yilga teng. Shundan kelib chiqqan holda, koinot 1,2 milliard yil oldin tug'ilgan, bu hatto o'sha paytdagi Yerning yoshi haqida juda kam baholangan taxminlarga ham aniq zid edi. Galaktikalar Xabbl o'ylagandan ko'ra sekinroq uzoqlashib ketmoqda, deb faraz qilish orqali bu qiyinchilikdan chiqish mumkin. Vaqt o'tishi bilan bu taxmin tasdiqlandi, ammo bu muammoni hal qilmadi. O'tgan asrning oxirigacha optik astronomiya yordamida olingan ma'lumotlarga ko'ra, 1/H0 13 dan 15 milliard yil oralig'ida. Shunday qilib, nomuvofiqlik hali ham saqlanib qoldi, chunki koinot fazosi tekis bo'lgan va hisoblanadi va Hubble vaqtining uchdan ikki qismi hatto Galaktika yoshining eng oddiy hisob-kitoblaridan ham kamroq.
Bo'sh dunyo
Hubble parametrining so'nggi o'lchovlariga ko'ra, Hubble vaqtining pastki chegarasi 13,5 milliard yil, yuqori chegarasi esa 14 milliard yil. Ma'lum bo'lishicha, koinotning hozirgi yoshi taxminan hozirgi Hubble vaqtiga teng. Bunday tenglik mutlaq bo'sh olam uchun qat'iy va doimiy ravishda kuzatilishi kerak, bu erda na tortishish moddasi, na tortishish kuchiga qarshi maydonlar mavjud. Ammo bizning dunyomizda ikkalasi ham etarli. Gap shundaki, kosmos avval sekin kengaydi, keyin uning kengayish tezligi osha boshladi va hozirgi davrda bu qarama-qarshi tendentsiyalar deyarli bir-birini to'ldirdi.
Umuman olganda, bu qarama-qarshilik 1998-1999 yillarda yo'q qilindi, o'shanda astronomlarning ikki jamoasi so'nggi 5-6 milliard yil ichida kosmik fazo kamayib emas, balki o'sish sur'atlarida kengayib borayotganini isbotladilar. Bu tezlanish odatda bizning koinotimizda zichligi vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydigan qorong'u energiya deb ataladigan tortishish kuchiga qarshi omilning ta'siri kuchayishi bilan izohlanadi. Kosmos kengaygan sari tortishish moddasining zichligi pasayganligi sababli, qorong'u energiya tortishish kuchi bilan tobora muvaffaqiyatli raqobatlashmoqda. Antigravitatsion komponentli koinotning mavjudligi Hubble vaqtining uchdan ikki qismiga teng bo'lishi shart emas. Shu sababli, koinotning tezlashib borayotgan kengayishining kashfiyoti (2011 yilda Nobel mukofoti tomonidan qayd etilgan) uning hayotining kosmologik va astronomik baholari o'rtasidagi tafovutni bartaraf etishga imkon berdi. Bu, shuningdek, uning tug'ilishi bilan tanishishning yangi usulini ishlab chiqishning debochasi edi.
Kosmik ritmlar
2001-yil 30-iyun kuni NASA Explorer 80-ni koinotga jo‘natdi, ikki yildan so‘ng WMAP, Wilkinson mikroto‘lqinli anizotropik zond deb nomlandi. Uning jihozlari burchak o'lchamlari o'ndan uch darajadan kam bo'lgan mikroto'lqinli kosmik mikroto'lqinli fon nurlanishining harorat o'zgarishini qayd etish imkonini berdi. O'shanda ma'lum bo'lganki, bu nurlanish spektri deyarli 2,725 K gacha qizdirilgan ideal qora jismning spektriga to'g'ri keladi va uning burchak o'lchamlari 10 daraja bo'lgan "qo'pol donali" o'lchovlardagi harorat o'zgarishi 0,000036 K dan oshmaydi. Biroq, WMAP probi shkalasi bo'yicha "nozik taneli" o'lchovlarda bunday tebranishlarning amplitudalari olti marta kattaroq edi (taxminan 0,0002 K). Kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasi dog'li bo'lib chiqdi, bir oz ko'proq va biroz kamroq isitiladigan joylar bilan yaqin nuqtalar bilan ajralib chiqdi.
Kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasidagi tebranishlar bir vaqtlar kosmosni to'ldirgan elektron-foton gazining zichligidagi tebranishlar natijasida hosil bo'ladi. Katta portlashdan taxminan 380 000 yil o'tgach, deyarli barcha erkin elektronlar vodorod, geliy va litiy yadrolari bilan birlashganda, u deyarli nolga tushdi va shu tariqa neytral atomlar paydo bo'ldi. Bu sodir bo'lgunga qadar, qorong'u materiya zarralarining tortishish maydonlari ta'sirida elektron-foton gazida tovush to'lqinlari tarqaldi. Ushbu to'lqinlar yoki astrofiziklar aytganidek, akustik tebranishlar kosmik mikroto'lqinli fon radiatsiyasi spektrida o'z izini qoldirdi. Ushbu spektrni kosmologiya va magnit gidrodinamikaning nazariy apparati yordamida ochish mumkin, bu esa koinotning yoshini qayta baholash imkonini beradi. Oxirgi hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, uning eng katta ehtimollik darajasi 13,72 milliard yil. Endi u koinotning umrining standart hisobi hisoblanadi. Agar biz barcha mumkin bo'lgan noaniqliklarni, tolerantliklarni va yaqinliklarni hisobga olsak, WMAP tekshiruvi natijalariga ko'ra, koinot 13,5 dan 14 milliard yil davomida mavjud bo'lgan degan xulosaga kelishimiz mumkin.
Shunday qilib, astronomlar koinotning yoshini uch xil usulda baholab, juda mos natijalarga erishdilar. Shuning uchun, biz endi bilamiz (yoki ehtiyotkorlik bilan aytganda, biz bilamiz deb o'ylaymiz) bizning koinotimiz qachon paydo bo'lgan - hech bo'lmaganda bir necha yuz million yillik aniqlik. Ehtimol, avlodlar bu asriy topishmoqning yechimini astronomiya va astrofizikaning eng ajoyib yutuqlari ro'yxatiga qo'shadilar.
