Astronomija 11-12 klasei

Paukščių Takas



Įvadas


Dangaus kūnų mechanika


Planetos


Mažieji Saulės sistemos kūnai


Žvaigždės


Visata

Paukščių Takas

Kitos galaktikos

Visatos plėtimasis

Visatos evoliucija

Gyvybė Visatoje

Testai

Kosmoso tyrimas ir kosminės kelionės


Literatūra


Paukščių Takas — balzgana juosta nakties danguje, ypač gerai matoma tamsiomis, be Mėnulio naktimis. Šitaip pavadinta buvo todėl, kad rudens vakarais driekiasi per visą dangų iš šiaurės rytų pietvakarių link, t.y. maždaug sutampa su migruojančių paukščių išskridimo kryptimi. Kaip rodo rašytiniai šaltiniai, pirmiausia mėginta moksliškai paaiškinti Paukščių Taką senovės Graikijoje. Kas iš tikrųjų yra Paukščių Takas, pirmasis teisingai suprato Pitagoras dar VI a. pr. Kr. Jis tvirtino, kad tai yra daugybės silpnų žvaigždžių, kurių akis negali matyti pavieniui, telkinys. Tuo įsitikino G. Galilėjus, pažvelgęs į Paukščių Taką pro savo išrastą teleskopą.

Kad Paukščių Takas yra milžiniškos žvaigždžių sistemos projekcija dangaus sferoje, įrodė anglų astronomas Viljamas Heršelis XVIII a., remdamasis žvaigždžių skaičiavimais įvairiomis dangaus kryptimis. Pirmasis teisingas šios žvaigždžių sistemos modelis buvo sukurtas tik XX a. pradžioje. Galaktiką sudaro šimtai milijardų žvaigždžių, jų spiečių, tarpžvaigždinių dujų ir dulkių debesų, vadinamų ūkais. Panašių tolimesnių galaktikų, pasklidusių visomis kryptimis nuo jos, yra daugybė. Taigi ši galaktika niekuo neišsiskiria Visatoje. Paukščių Tako galaktiką toliau vadinsime tiesiog Galaktika.

Saulė su savo planetomis skrieja aplink Galaktikos centrą, esantį Šaulio žvaigždyno kryptimi ir nutolusį nuo mūsų per 28 000 šm. Galaktikos žvaigždės tankiausiai susispietusios disko formos erdvės dalyje. Šio disko skersmuo maždaug 100 000 šm. Kadangi Saulė yra jo viduje, kitos tolimos disko žvaigždės susibūrusios į švytintį ratą — Paukščių Taką, dalijantį dangaus sferą į dvi maždaug lygias dalis. Jeigu Galaktikos diske žvaigždės būtų išsidėsčiusios vienodu tankiu ir jei tarpžvaigždinė erdvė būtų skaidri, Paukščių Takas atrodytų kaip lygi per vidurį šviesėjanti juosta. Tačiau žvaigždžių tankis nevienodas, o tarpžvaigždinėje erdvėje yra šviesą sugeriančių dulkelių debesų. Dėl to Paukščių Takas atrodo kaip labai netaisyklingų kontūrų šviesi juosta, vienur susiaurėjanti, kitur praplatėjanti arba suskylanti į kelias vagas.

Paukščių Takas yra siauriausias ir silpniausiai spindi žiemą ir pavasarį, kuomet driekiasi per Didžiojo Šuns, Vienaragio, Dvynių, Vežėjo, Persėjo, Kasiopėjos ir Cefėjo žvaigždynus. Ta Paukščių Tako dalis, kuri matoma vasarą ir rudenį, yra daug šviesesnė. Gulbės žvaigždyne Paukščių Tako ištisinė juosta suskyla į dvi vagas. Viena jų blyškėdama eina per Laputės ir Heraklio žvaigždynų kampus ir dingsta ties Gyvatės Galvos žvaigždynu. Antroji vaga platėdama driekiasi per Strėlės, Erelio, Skydo žvaigždynus ir atsiduria Šaulio žvaigždyne. Toliau į pietus esanti Paukščių Tako dalis Lietuvos geografinėje platumoje nematoma. Pietų pusrutulyje jis driekiasi nuo Didžiojo Šuns ir per Laivagalio, Burių, Kilio, Kentauro, Kryžiaus, Kampainio, Skorpiono žvaigždynus vėl priartėja prie Šaulio jau iš kitos pusės.

Šaulio žvaigždyne Paukščių Takas plačiausias ir šviesiausias, ten yra Galaktikos centras. Priešinga centrui jos kryptis vadinama anticentru ir yra ties Vežėjo ir Tauro žvaigždynų riba. Maždaug Paukščių Tako viduriu eina Galaktikos pusiaujas, nuo kurio į abi puses skaičiuojama galaktinė platuma b: pusiaujyje ji lygi 0o, Galaktikos šiaurės ir pietų ašigaliuose (pirmasis — Berenikės Garbanų žvaigždyne, antrasis — Skulptoriaus žvaigždyne) + 90o ir - 90o. Galaktinė ilguma l matuojama lanku išilgai Galaktikos pusiaujo nuo krypties į Galaktikos centrą iš vakarų į rytus nuo 0o iki 360o.


Galaktikos sandara

Galaktikos diskas yra tik viena iš dviejų Galaktikos sudedamųjų dalių. Jį iš visų pusių supa mažesnio tankio sferoidas, kurio skersmuo gerokai didesnis negu disko. Pastarojo spindulys yra apie 50 000 šm, o sferoido — apie 80 000 šm. Sferoidas truputį suplotas — jo ašigalinis spindulis lygus 0,8 disko plokštumoje esančio spindulio. Disko ir sferoido centrai sutampa. Disko žvaigždžių tankis didėja artėjant prie jo plokštumos, o sferoido žvaigždžių tankis — artėjant prie Galaktikos centro. Centro link storėja ir diskas. Taip aplink Galaktikos centrą susidaro centrinis žvaigždžių telkinys, kurio spindulys apie 8000 šm. Jame žvaigždės susispietusios kelis kartus tankiau negu palei Saulę. Jų orbitos yra įštęstos elipsės, įvairiais kampais pasvirusios į disko plokštumą. Manoma, kad Galaktikos centre yra juodoji bedugnė, kurios masė apie 5·106 M . Ją supa kelių šviesmečių skersmens greitai besisukantis karštos plazmos verpetas.



Iš viso Galaktikoje yra apie 250 milijardų žvaigždžių, iš jų 90 % diske, 5 % sferoide ir 5 % centriniame telkinyje. Galaktikos diske ir centriniame telkinyje dar yra dujų ir dulkių debesų, kurie sudaro madaug 1/50 visų žvaigždžių masės.

Galaktikos diską sudarančios žvaigždės ir ūkai skrieja aplink Galaktikos centrą apskritomis orbitomis. Kiekvienos žvaigždės ir ūko nuotolį nuo centro atitinka tam tikras orbitinis greitis. Jeigu skriejimo greitis būtų tiesiog proporcingas nuotoliui, tai Galaktika suktųsi kaip kietas kūnas, pavyzdžiui, kaip gramofono plokštelė. Tačiau taip nėra — jos sukimosi greičio priklausomybė nuo centro nuotolio yra sudėtinga. Saulės nuotoliu nuo Galaktikos centro (28 000 šm) greitis yra 220 km/s, taigi ji vieną kartą apskrieja aplink centrą per 230 mln. metų. Beveik visų Galaktikos disko žvaigždžių cheminė sudėtis panaši į Saulės.

Mūsų Galaktika yra spiralinė sistema. Jos diske didelės masės karštos žvaigždės, supermilžinės ir dujų bei dulkių debesys išsidėstę spiralės formos vijomis. Mažesnės masės žvaigždės pasklidusios po visą diską. Saulė yra vadinamojoje Oriono spiralinėje vijoje. Galaktikos centro pusėje artimiausia yra Šaulio vija, o anticentro pusėje — Persėjo vija.



Galaktikos sferoido žvaigždės irgi skrieja aplink jos centrą, bet kiekviena atskirai. Jų orbitos, daugiausia labai ištęstos elipsės, sudaro įvairiausius kampus su disko plokštuma (kaip ir centrinio telkinio žvaigždės).

Artimiausi centrui sferoido žvaigždžių orbitų taškai — perigalakčiai — yra kažkur centriniame telkinyje, o tolimiausi — apogalakčiai — Galaktikos pakraščiuose. Šios žvaigždės apskrieja aplink centrą maždaug per 100 mln. metų. Galaktikos sferoido žvagždžių masės mažesnės negu Saulės masė, o jų išoriniuose sluoksniuose sunkiųjų elementų yra nuo 100 iki 1000 kartų mažiau negu disko žvaigždėse.

Be pavienių žvaigždžių, sferoide ir centriniame telkinyje yra keli šimtai kamuolinių žvaigždžių spiečių.

Galaktikos sferoidą iš visų pusių gaubia Galaktikos vainikas, kurio spindulys siekia 700 000 šm. Vainike beveik nėra pavienių žvaigždžių, tik negausūs kamuoliniai spiečiai ir nematomoji medžiaga, kurios trauka veikia Galaktikos žvaigždžių judėjimą. Šios nematomosios medžiagos masė bent 10 kartų didesnė už visų Galaktikos žvaigždžių bendrą masę.

Galaktikos žvaigždžių ir tarpžvaigždinės medžiagos masė — maždaug 2·1011 M , o kartu su nematomąja medžiaga — 2·1012 M . .