Pochodzenie Drogi Mlecznej

Przez długi czas wierzono, że Droga Mleczna powstawała stopniowo. W 1962 r. Olin Eggen, Donald Linden-Bell i Allan Senedzh zaproponowali hipotezę, która stała się znana jako model ELS (nazwano ją od pierwszych liter ich nazwisk). Według niej, w miejscu Drogi Mlecznej, jednorodna chmura gazu powoli się obracała. Przypomina piłkę i osiąga około 300 tysięcy lat świetlnych średnicy i składa się głównie z wodoru i helu. Pod wpływem grawitacji protogalaktyka skurczyła się i stała się płaska; podczas gdy jego rotacja znacznie przyspieszyła.

Przez prawie dwie dekady model ten pasował do naukowców. Jednak nowe obserwacje pokazały, że Droga Mleczna nie mogła powstać w sposób, jaki zalecali teoretycy.

Zgodnie z tym modelem najpierw tworzy się halo, a następnie dysk galaktyczny. Jednak na dysku są też bardzo starożytne gwiazdy, na przykład czerwony olbrzym Arcturus, którego wiek wynosi ponad dziesięć miliardów lat, lub liczne białe karły w tym samym wieku..

Zarówno na dysku galaktycznym, jak iw halo, odkryto gromady kuliste, które są młodsze niż pozwala model ELS. Oczywiście są one pochłaniane przez naszą galaktykę później.

Wiele gwiazd w halo obraca się w innym kierunku niż Droga Mleczna. Być może oni też byli kiedyś poza galaktyką, ale potem zostali wciągnięci w ten „wir gwiezdny” - jak przypadkowy pływak w jacuzzi..

W 1978 r. Leonard Searle i Robert Zinn zaproponowali swój model tworzenia Drogi Mlecznej. Został oznaczony jako „model SZ”. Teraz historia galaktyki jest znacznie bardziej skomplikowana. Do niedawna jej młodość, zdaniem astronomów, była opisywana tak, jak w opinii fizyków - ruch do przodu. Mechanika tego, co się działo, była wyraźnie widoczna: istniała jednorodna chmura; składał się tylko z jednorodnie rozlanego gazu. Nic nie komplikuje ich obecności..

Teraz zamiast jednej wielkiej chmury w wizjach naukowców pojawiło się kilka małych, fantazyjnie rozrzuconych chmur. Były wśród nich gwiazdy; jednak znajdowały się tylko w halo. Wewnątrz aureoli wszystko szalało: chmury zderzały się; masy gazowe zostały zmieszane i zagęszczone. Z czasem z tej mieszaniny powstał galaktyczny dysk. Pojawiły się w nim nowe gwiazdy. Jednak ten model został później skrytykowany.

Nie można było zrozumieć, co łączy halo i dysk galaktyczny. Ten skondensowany dysk i rzadka obwiednia gwiazd wokół niego miały niewiele wspólnego. Już po stworzeniu modelu przez Searle'a i Zinna okazało się, że halo obraca się zbyt wolno, by utworzyć dysk galaktyczny. Sądząc po rozkładzie pierwiastków chemicznych, te ostatnie powstały z proto-galaktycznego gazu. Wreszcie moment ruchu dysku był dziesięciokrotnie wyższy niż halo.

Cały sekret polega na tym, że oba modele zawierają ziarno prawdy. Problem polega na tym, że są zbyt proste i jednostronne. Obie wydają się teraz fragmentami tego samego przepisu, zgodnie z którym powstała Droga Mleczna. Eggen i jego koledzy przeczytali kilka linijek z tego przepisu, Searle i Zinn przeczytali kilka innych. Dlatego, próbując wyobrazić sobie historię naszej Galaktyki, od czasu do czasu zauważamy znane, kiedyś przeczytane linie.

Wszystko zaczęło się wkrótce po Wielkim Wybuchu. „Dziś zakłada się, że fluktuacje gęstości ciemnej materii doprowadziły do ​​powstania pierwszych struktur - tak zwanych ciemnych aureoli. Z powodu siły grawitacji, struktury te nie uległy rozpadowi” - powiedział niemiecki astronom Andreas Burkert, autor nowego narodzin Galaktyki..

Ciemne aureole stały się zarazkami - jądrem - przyszłych galaktyk. Gaz gromadził się wokół nich pod wpływem grawitacji. Nastąpiło jednorodne załamanie, jak opisano w modelu ELS. Już 500-1000 milionów lat po Wielkim Wybuchu gromady gazowe otaczające ciemne aureole stały się „inkubatorami” gwiazd. Powstały tutaj małe protogalaktyki, pierwsze gromady kuliste pojawiły się w gęstych obłokach gazu, ponieważ gwiazdy narodziły się setki razy częściej niż gdziekolwiek indziej zderzały się i scalały protogalaktyki - tak powstały duże galaktyki, w tym nasza Droga Mleczna. Dziś jest otoczony ciemną materią i aureolą składającą się z pojedynczych gwiazd i ich gromad kulistych, tych ruin wszechświata, których wiek przekracza 12 miliardów lat..

W protogalaktykach było wiele bardzo masywnych gwiazd. Mniej niż kilkadziesiąt milionów lat, ponieważ większość z nich eksplodowała. Eksplozje te wzbogaciły chmury gazu o ciężkie pierwiastki chemiczne. Dlatego nie takie gwiazdy powstały na dysku galaktycznym jak w halo - zawierały setki razy więcej metali. Ponadto eksplozje te doprowadziły do ​​powstania potężnych wirów galaktycznych, które podgrzały gaz i wyrzuciły go z granic protogalaktyk. Nastąpiło rozdzielenie mas gazowych i ciemnej materii. Był to najważniejszy etap powstawania galaktyk, który nie był wcześniej brany pod uwagę w żadnym modelu.

Tymczasem ciemne aureole zderzają się ze sobą coraz bardziej. W tym przypadku protogalaktyki były rozciągnięte lub rozpadnięte. Łańcuchy gwiazd, zachowane w aureoli Drogi Mlecznej z czasów „młodości”, przypominają o tych katastrofach. Studiując ich lokalizację, możesz ocenić wydarzenia, które miały miejsce w tamtej epoce. Stopniowo z tych gwiazd uformowała się ogromna kula - aureola, którą widzimy. Gdy chłodzące wnętrze przeniknęło chmury gazu. Ich moment pędu został zachowany, więc nie skurczyły się do pojedynczego punktu, lecz uformowały wirujący dysk. Wszystko to wydarzyło się ponad 12 miliardów lat temu. Teraz gaz jest sprężany zgodnie z opisem w modelu ELS..

W tym czasie powstaje „wybrzuszenie” Drogi Mlecznej - jej środkowa część przypomina elipsoidę. Wybrzuszenie składa się z bardzo starych gwiazd. Oczywiście powstało ono w zbiegu największych proto-galaktyk, które najdłużej utrzymywały chmury gazu. Wśród nich były gwiazdy neutronowe i małe czarne dziury - relikty eksplozji supernowych. Połączyły się ze sobą, jednocześnie absorbując przepływy gazu. Być może tak narodziła się ogromna czarna dziura, która jest teraz w centrum naszej Galaktyki..

Historia Drogi Mlecznej jest znacznie bardziej chaotyczna niż wcześniej sądzono. Nasza rodzima Galaktyka, imponująca nawet kosmicznymi standardami, powstała po serii strajków i fuzji - po serii kosmicznych katastrof. Ślady tych starych wydarzeń można znaleźć dzisiaj..

Na przykład nie wszystkie gwiazdy Drogi Mlecznej obracają się wokół centrum galaktyki. Oczywiście w ciągu miliardów lat istnienia nasza galaktyka „połknęła” całkiem sporo innych podróżników. Wiek co dziesiątej gwiazdy w galaktycznej halo wynosi mniej niż 10 miliardów lat. W tym czasie Droga Mleczna została już uformowana. Być może są to pozostałości niegdyś schwytanych galaktyk karłowatych. Grupa brytyjskich naukowców z Astronomical Institute (Cambridge) pod przewodnictwem Gerarda Gilmore'a obliczyła, że ​​Droga Mleczna najwyraźniej połknęła 40 do 60 galaktyk karłowatych typu Karina.

Ponadto Droga Mleczna przyciąga ogromne masy gazu. Tak więc w 1958 r. Holenderscy astronomowie zauważyli wiele małych plam w halo. W rzeczywistości okazały się chmurami gazowymi, które składały się głównie z atomów wodoru i biegły w kierunku dysku galaktycznego..

Nasza Galaktyka nie będzie w przyszłości łagodzić swojego apetytu. Oczywiście połknie najbliższą nam galaktykę karłowatą - Fornax, Karinę i być może Sextant, a następnie połączy się z mgławicą Andromedy. Wokół Drogi Mlecznej - ta nienasycona „gwiazda kanibala” - stanie się jeszcze bardziej pusta.