Misterij Mliječnog puta proganjao je ljude stoljećima. U mitovima i legendama mnogih naroda svijeta zvao se Put bogova, tajanstveni Zvjezdani most koji vodi do nebeskih grobova, čarobna Nebeska rijeka ispunjena božanskim mlijekom. Vjeruje se da je upravo on to mislio kada su stare ruske bajke govorile o mliječnoj rijeci s bankama s jelima. A stanovnici drevne Helase zvali su ga Galaxias kuklos, što znači "mliječni krug". Odatle potječe i danas poznata riječ Galaxy.
Ali u svakom se slučaju Mliječni put, kao i sve što se može vidjeti na nebu, smatrao svetim. Obožavan je, u njegovu čast izgrađeni su hramovi. Usput, malo ljudi zna da drvo koje ukrašavamo za Novu godinu nije ništa drugo nego odjek onih drevnih kultova kada je Mliječni put našim precima činio os Svemira, Svjetsko stablo, na nevidljivim granama iz kojih sazrivaju plodovi zvijezda. Upravo u novogodišnjoj noći Mliječni put "stoji" okomito, poput debla koje se uzdiže s horizonta. Zato je, imitirajući nebesko stablo, vječno urodjeno plodom, zemaljsko stablo bilo odjeveno na početku novog godišnjeg ciklusa. Vjerovali su da to daje nadu u buduću žetvu i naklonost bogova.
Što je Mliječni put, zašto svijetli i svijetli neravnomjerno, onda teče širokim kanalom, a zatim se odjednom rascijepi na dvije ruke?
Znanstvena povijest ovog broja može se računati najmanje 2.000 godina. Dakle, Platon je Mliječni put nazvao šavom koji povezuje nebeske hemisfere, Demokrit i Anaksagora rekli su da ga osvjetljavaju zvijezde, a Aristotel je to objasnio svjetlosnim parovima smještenim ispod Mjeseca. Uslijedio je još jedan prijedlog, rimski pjesnik Marcus Manilius: možda je Mliječni put spajajući sjaj malih zvijezda. Koliko je bio blizu istine. Ali to je bilo nemoguće potvrditi promatranjem zvijezda golim okom.
Tajanstvenost Mliječnog puta otkrivena je tek 1610. godine, kada je slavni Galileo Galilei pokazao svoj prvi teleskop na nju kroz koji je vidio "neizmjerno mnoštvo zvijezda" kako se spajaju u čvrstu bijelu prugu golim okom. Galileo je bio zadivljen, shvatio je da se heterogenost, čak i rastrgana struktura bijele pruge objašnjava činjenicom da se sastoji od mnogih zvjezdanih grozdova i tamnih oblaka. Njihova kombinacija stvara jedinstvenu sliku Mliječnog puta. Međutim, zašto su nejasne zvijezde koncentrirane u uskom pojasu, tada je bilo nemoguće shvatiti.
U pokretu zvijezda u Galaksiji, znanstvenici razlikuju čitave zvjezdane tokove. Zvijezde u njima povezane su jedna s drugom. Ne zbunite zvjezdane potoke sa zviježđima, čiji obrisi često mogu biti jednostavna igra prirode i predstavljaju povezanu skupinu samo ako se promatraju iz Sunčevog sustava. U stvari, dešava se da u istom zviježđu postoje zvijezde koje pripadaju različitim strujama. Primjerice, u poznatoj kanti Ursa Major (najočitija figura ove zviježđe) samo pet zvijezda iz sredine kante pripada jednoj struji, prvoj i posljednjoj u karakterističnoj figuri iz drugog potoka. A u isto vrijeme, u istom toku s pet srednjih zvijezda, nalazi se poznati Sirius - najsjajnija zvijezda na našem nebu, koja pripada potpuno drugačijem zviježđu.
Drugi istraživač Mliječnog puta bio je William Herschel u 18. stoljeću. Kao glazbenik i skladatelj bavio se znanošću izrade zvijezda i teleskopa. Posljednji je težio tonu, imao je promjer ogledala 147 centimetara i duljinu cijevi 12 metara. Međutim, većinu svojih otkrića, koja su postala prirodna nagrada za marljivost, Herschel je napravio teleskopom upola manjim od ovog diva.
Jedno od najvažnijih otkrića, kako ga je sam Herschel nazvao, bio je Veliki plan svemira. Metoda koju je primijenio pokazalo se kao jednostavno brojanje zvijezda u vidnom polju teleskopa. I naravno, različiti broj zvijezda pronađen je u različitim dijelovima neba. (Bilo je više od tisuću dijelova neba na kojima su računale zvijezde.) Herschel je na temelju tih opažanja zaključio da je oblik Mliječnog puta već zvjezdani otok u Svemiru, kojem pripada i Sunce. Čak je nacrtao shematski crtež, koji pokazuje da naš sustav zvijezda ima nepravilni izduženi oblik i nalikuje divovskom mlinu. Pa, budući da ovaj mlinski kamen okružuje naš svijet prstenom, tada je, prema tome, Sunce unutar njega i nalazi se negdje u blizini središnjeg dijela. Ovako je Herschel slikao,a ta je ideja opstala u glavama znanstvenika gotovo do sredine prošlog stoljeća.
Promotivni video:
Na temelju zaključaka Herschela i njegovih sljedbenika pokazalo se da Sunce ima poseban središnji položaj u Galaksiji koji se zove Mliječni put. Ta je struktura bila pomalo slična geocentričnom sustavu svijeta, usvojenom prije Kopernikove ere, s jedinom razlikom što se ranije Zemlja smatrala središtem Svemira, a sada je Sunce.
A ipak, ostalo je nejasno postoje li druge zvijezde izvan zvjezdanog otoka, inače naša Galaksija? Herschelovi teleskopi omogućili su približavanje rješenju ove misterije. Znanstvenik je otkrio mnoge nejasne maglovite mrlje na nebu i istražio najsvjetlije od njih. Vidjevši kako se neke mrlje raspadaju u zvijezde, Herschel je izvukao hrabar zaključak da to nisu ništa drugo do drugi zvjezdani otoci, poput našeg Mliječnog puta, samo vrlo udaljeni. Tada je predložio, kako ne bi došlo do zabune, ime našeg Svijeta napisati velikim slovom, a ostalo - malim slovom. Ista stvar dogodila se i s riječi Galaxy. Kad to pišemo velikim slovom, mislimo na naš Mliječni put, a s malim slovima - sve ostale galaksije. Danas astronomi nazivaju Mliječni put "rijekom mlijeka" vidljivom na noćnom nebu, a cijelu našu Galaksiju,koji se sastoji od stotina milijardi zvijezda. Tako se ovaj izraz koristi u dva osjetila: u jednom - kada se govori o zvijezdama na Zemljinom nebu, u drugom - kada se raspravlja o strukturi Svemira.
Znanstvenici objašnjavaju prisutnost spiralnih grana u Galaksiji džinovskim valovima sažimanja i razrjeđivanjem međuzvjezdanih plinova koji putuju duž galaktičkog diska. Zbog činjenice da se orbitalna brzina Sunca gotovo podudarala sa brzinom kompresijskih valova, nekoliko je godina ostala ispred valnog fronta. Ova je okolnost bila od velike važnosti za nastanak života na Zemlji.
Spiralne ruke sadrže mnogo zvijezda velike svjetline i mase. A ako je masa zvijezde velika, otprilike deset puta veća od Sunčeve mase, čeka je nezavidljiva sudbina, koja završava grandioznom kozmičkom katastrofom - eksplozijom koja se zove eksplozija supernove. U ovom slučaju, bljesak je toliko jak da ova zvijezda sjaji poput svih zvijezda Galaksije u kombinaciji. Astronomi često bilježe takve katastrofe u drugim galaksijama, ali to se kod nas nije dogodilo posljednjih nekoliko stotina godina. Kada supernova eksplodira, nastaje snažni val tvrdog zračenja koji može uništiti sav život na putu. Možda se upravo zbog jedinstvene pozicije u Galaksiji naša civilizacija uspjela razviti do te mjere da njezini predstavnici pokušavaju upoznati svoj zvjezdani otok. Ispadada moguću braću na umu možemo tražiti samo u tihim galaktičkim „čvorovima“kao što je naša.
Studije maglice Andromeda igrale su važnu ulogu u razumijevanju strukture „vlastite“Galaksije. Točke magle na nebu bile su poznate već duže vrijeme, ali smatrane su ili zakrpama koje su se odvojile od Mliječnog puta, ili se stapale u čvrstu masu udaljenih zvijezda. Ali jedno od tih mjesta, poznato kao maglica Andromeda, bilo je najsjajnije i privlačno pažnjom. Uspoređivali su je i sa blistavim oblakom i plamenom svijeće, a jedan je astronom čak vjerovao da je na ovom mjestu kristalna kupola neba tanja nego na drugima, a svjetlost Kraljevstva Božjega kroz tok protječe na Zemlju.
Maglica Andromeda doista je spektakularan prizor. Kad bi naše oči bile osjetljivije na svjetlost, činilo bi nam se da to nije mala izdužena maglovita mrlja, negdje u četvrtini lunarnog diska (ovo je njegov središnji dio), već kao formacija sedam puta veća od punog mjeseca. Ali to nije sve. Moderni teleskopi vide maglu Andromeda na takav način da se na njeno područje uklapa i do 70 punih mjeseci. Strukturu maglice Andromeda bilo je moguće razumjeti tek 20-ih godina prošlog stoljeća. Američki astrofizičar Edwin Hubble to je učinio pomoću teleskopa promjera zrcala 2,5 m. Primio je slike u kojima je lepršao, sada nema sumnje, golemi zvjezdani otok, koji se sastoji od milijardi zvijezda - još jedne galaksije. A promatranje pojedinih zvijezda u magli Andromeda omogućilo nam je da riješimo još jedan problem - izračunati udaljenost do njega. Činjenica je da u Svemiru postoje takozvani Cefeidi - promjenjive zvijezde, koje pulsiraju zbog unutarnjih fizičkih procesa koji mijenjaju njihovu svjetlinu. Te se promjene događaju s određenim razdobljem: što je duže razdoblje, to je viša svjetlost Cefeida - energija koju zvijezda oslobađa po jedinici vremena. I iz nje možete odrediti udaljenost do zvijezde. Na primjer, cefidi pronađeni u magli Andromeda omogućili su određivanje udaljenosti do nje. Pokazalo se da je to ogromno - 2 milijuna svjetlosnih godina. Međutim, ovo je samo jedna od nama najbližih galaksija, kojih ima, kao što se pokazalo, u Svemiru jako puno.veća je svjetlost Cefeida - energija koju zvijezda oslobađa po jedinici vremena. I iz nje možete odrediti udaljenost do zvijezde. Na primjer, cefidi pronađeni u magli Andromeda omogućili su određivanje udaljenosti do nje. Pokazalo se da je to ogromno - 2 milijuna svjetlosnih godina. Međutim, ovo je samo jedna od nama najbližih galaksija, kojih ima, kao što se pokazalo, u Svemiru jako puno.veća je svjetlost Cefeida - energija koju zvijezda oslobađa po jedinici vremena. I iz nje možete odrediti udaljenost do zvijezde. Na primjer, cefidi pronađeni u magli Andromeda omogućili su određivanje udaljenosti do nje. Pokazalo se da je to ogromno - 2 milijuna svjetlosnih godina. Međutim, ovo je samo jedna od nama najbližih galaksija, kojih ima, kao što se pokazalo, u Svemiru jako puno.
Što su teleskopi postali snažniji, to su jasnije bile izložene mogućnosti strukture galaksija koje su astronomi promatrali, a koje su se pokazale vrlo neobične. Među njima su takozvani nepravilni, koji nemaju simetričnu strukturu, postoje eliptični, a postoje i spiralni. Ovdje im se čini da su najzanimljiviji i najmisteriozniji. Zamislite svijetlu sjajnu jezgru iz koje izranjaju gigantske užarene spiralne grane. Postoje galaksije u kojima je jezgra izraženija, dok grane dominiraju u drugima. Postoje i galaksije gdje grane ne izlaze iz jezgre, već s posebnog mosta - šipke.
Pa kojoj vrsti našeg Mliječnog puta pripada? Uostalom, biti unutar Galaksije, mnogo je teže razumjeti njezinu strukturu nego promatrati sa strane. Priroda je sama pomogla odgovoriti na ovo pitanje: galaksije u odnosu na nas su "raspršene" u raznim položajima. Neke možemo vidjeti s ruba, druge "ravne", a druge iz različitih kutova.
Dugo se vjerovalo da nam je najbliža galaksija Veliki magelanski oblak. Danas se zna da to nije tako. Godine 1994., kozmičke udaljenosti su izmjerene preciznije, a patuljasta galaksija u zviježđu Strijelac preuzela je vodstvo. Međutim, nedavno je ta izjava također morala biti revidirana. Još bliži susjed naše Galaksije otkriven je u zviježđu Canis Major. Nalazi se samo 42 tisuće svjetlosnih godina od središta Mliječnog puta.
Ukupno je poznato 25 galaksija koje čine takozvani Lokalni sustav, odnosno zajednicu galaksija koje su izravno povezane jednakom drugom gravitacijskim silama. Lokalni sustav galaksija ima oko tri milijuna svjetlosnih godina. Pored našeg Mliječnog puta i njegovih satelita, Lokalni sustav uključuje i maglu Andromeda, najbližu divovsku galaksiju sa svojim satelitima i još jednu spiralnu galaksiju u zviježđu Trokut. Okrenuta je prema nama "ravna". Dominira lokalni sustav, naravno maglica Andromeda. Sto i pol puta je masivniji od Mliječnog puta.
Ako su Kefeidi maglice Andromeda omogućili razumijevanje da je ona daleko izvan naše Galaksije, tada je proučavanje bližih Kefeida omogućilo utvrđivanje položaja Sunca unutar Galaksije. Pionir je ovdje bio američki astrofizičar Harlow Shapley. Jedan od predmeta koji su ga zanimali bili su globularni zvjezdani grozdovi, toliko gusti da se njihova jezgra stapaju u čvrsti sjaj. Regija najbogatija kuglastim grozdovima nalazi se u smjeru zodijakalnog zviježđa Strijelca. Poznati su i u drugim galaksijama, a ti su grozdovi uvijek koncentrirani u blizini galaktičkih jezgara. Ako pretpostavimo da su zakoni za Univerzum isti, možemo zaključiti da bi naša Galaksija trebala biti uređena na sličan način. Shapley je pronašao Cefeide u svojim kuglastim grozdovima i mjerio udaljenost do njih. Ispalo jeda se Sunce uopće ne nalazi u središtu Mliječnog puta, već na njegovom periferiji, moglo bi se reći, u zvjezdanoj provinciji, na udaljenosti od 25 tisuća svjetlosnih godina od središta. Dakle, po drugi put nakon Kopernika, ideja o našem posebnom povlaštenom položaju u Svemiru razotkrila je.
Shvativši da se nalazimo na periferiji Galaksije, znanstvenici su se zainteresirali za njezino središte. Kao i drugi zvjezdani otoci, očekivalo se da će imati jezgru iz koje izlaze spiralne grane. Mi ih vidimo kao svijetlu traku Mliječnog puta, ali - vidimo iznutra, s ruba. Ove spiralne grane, koje projiciraju jedna na drugu, ne dopuštaju nam da razumijemo koliko ih ima i kako su poredane. Štoviše, jezgre drugih galaksija sjajno sjaju. Ali zašto ovo zračenje nije vidljivo u našoj Galaksiji, je li moguće da nema jezgru? Rješenje je ponovno došlo zahvaljujući zapažanjima drugih. Znanstvenici su primijetili da se u spiralnim maglicama, kojima je također pripisana naša Galaksija, jasno vidi tamni sloj. To nije ništa drugo nego nakupljanje međuzvjezdanih plinova i prašine. Oni su dozvolili odgovor na pitanje - zašto ne vidimo svoje vlastito jezgro:naš se sunčev sustav nalazi točno na takvoj točki galaksije da ogromni tamni oblaci blokiraju jezgro za promatrača na Zemlji. Sada možemo odgovoriti na pitanje: zašto se Mliječni put podijeli u dvije ruke? Kao što se ispostavilo, njegov središnji dio zasjenjen je snažnim oblacima prašine. U stvari, iza prašine stoje milijarde zvijezda, uključujući i središte naše galaksije.
Studije su također pokazale da ako nas oblak prašine ne smeta, zemljaci bi promatrali sjajan spektakl: džinovski sjajni elipsoid jezgre s bezbroj zvijezda zauzeo bi područje veće od stotinu mjeseci na nebu.
Teleskopi koji djeluju u takvim rasponima spektra elektromagnetskog zračenja kojima štit od prašine ne ometa pomogli su vidjeti galaktičko jezgro iza ovog oblaka prašine. Ali većina tih emisija zarobljena je u Zemljinoj atmosferi, stoga u sadašnjem stupnju astronautika i radioastronomija igraju ključnu ulogu u poznavanju Galaksije. Pokazalo se da središte Mliječnog puta dobro svijetli u radijskom rasponu. Znanstvenike je posebno zanimao takozvani radio izvor Strijelac A * - objekt u Galaksiji koji aktivno emitira radio valove i X-zrake. Danas se može smatrati zapravo dokazano da se u zviježđu Strijelac nalazi tajanstveni svemirski objekt - supermasivna crna rupa. Procjenjuje se da njegova masa može biti jednaka masi od 3 milijuna sunca. Ovaj objekt monstruozne gustoće ima tako snažno gravitacijsko polje,da ni svjetlost ne može pobjeći iz nje.
Naravno, crna rupa sama po sebi ne svijetli ni u jednom rasponu, ali materija koja pada na nju emitira X-zrake i omogućava vam da pronađete mjesto kozmičkog "čudovišta". Istina, zračenje Strijelca A * je slabije od onog koje se nalazi u jezgrama drugih galaksija. Možda je to zbog činjenice da se pad tvari izvodi ne intenzivno, ali kad se dogodi, bilježi se bljesak rendgenskog zračenja. Nakon što se svjetlina objekta Strijelac A * povećala bukvalno u minutima - to je nemoguće za veliku formaciju. Dakle, ovaj je objekt kompaktan i može biti samo crna rupa. Usput, da biste Zemlju pretvorili u crnu rupu, potrebno ju je komprimirati na veličinu kutije šibica.
Općenito, otkriveni su mnogi promjenjivi izvori rendgenskih zraka u središtu naše Galaksije, koji su moguće manje crne rupe grupirane oko središnjeg supermasivnoga. Promatra ih američki svemirski rendgenski opservatorij "Chandra".
Još jednu potvrdu prisutnosti supermasivne crne rupe u središtu jezgre naše Galaksije dala je studija gibanja zvijezda smještenih u neposrednoj blizini jezgre. Dakle, u infracrvenom rasponu astronomi su uspjeli promatrati gibanje zvijezde koja je iz galaksije skliznula iz središta jezgre na zanemarivu udaljenost: samo tri puta više od polumjera Plutonske orbite. Parametri orbite gibanja ove zvijezde pokazuju da se ona nalazi u blizini kompaktnog nevidljivog objekta s monstruoznim gravitacijskim poljem. Ovo može biti samo crna rupa i supermasivna. Njeno istraživanje je u toku.
O strukturi spiralnih krakova naše Galaksije iznenađujuće je malo podataka. Po pojavi Mliječnog puta može se prosuditi samo da Galaksija ima oblik diska. I samo uz pomoć opažanja zračenja međuzvjezdanog vodika - najobilnijeg elementa u Svemiru - bilo je moguće donekle rekonstruirati sliku krajeva Mliječnog puta. Ovo je ponovo postalo moguće zahvaljujući analogiji: u drugim galaksijama vodik je koncentriran upravo duž spiralnih krakova. Postoje i regije formiranja zvijezda - mnoge mlade zvijezde, nakupine prašine i plinova - plina i maglice prašine.
U pedesetim godinama prošlog stoljeća, znanstvenici su uspjeli izraditi sliku raspodjele oblaka joniziranog vodika u galaktičkoj blizini Sunca. Pokazalo se da postoje barem tri područja koja bi se mogla prepoznati spiralnim krakovima Mliječnog puta. Jedan od njih, najbliži nama, znanstvenici su zvali Orion-Cygnusova ruka. Ona koja se nalazi dalje od nas i, prema tome, blizu središta Galaksije, naziva se ruka Strijelca-Carina, a periferna, Perseusova ruka. Ali istražena galaktička okolina je ograničena: međuzvjezdana prašina apsorbira svjetlost udaljenih zvijezda i vodika, tako da je nemoguće razumjeti daljnje crtanje spiralnih grana.
Međutim, tamo gdje optička astronomija ne može pomoći, radijski teleskopi dolaze u pomoć. Poznato je da atomi vodika emitiraju valnom duljinom od 21 cm. Upravo je to zračenje počeo uhvatiti nizozemski astrofizičar Jan Oort. Slika koju je dobio 1954. godine bila je impresivna. Spiralne ruke Mliječnog puta sada su se mogle pratiti na velikim udaljenostima. Više nije bilo sumnje: Mliječni put je spiralni sustav zvijezda sličan maglini Andromeda. Međutim, još nemamo detaljnu sliku spiralnog uzorka Mliječnog puta: njegove se grane stapaju jedna s drugom i vrlo je teško odrediti udaljenost do njih.
Danas je poznato da je naša Galaksija divovski zvjezdani sustav, koji uključuje stotine milijardi zvijezda. Sve zvijezde koje vidimo iznad bistre noći pripadaju našoj Galaksiji. Kad bismo se mogli kretati kroz svemir i gledati Mliječni put sa strane, naš bi pogled izgledao kao zvjezdani grad u obliku ogromnog letećeg tanjura, 100 tisuća svjetlosnih godina. U njegovom središtu vidjeli bismo zamjetno zadebljanje - šipku - promjera 20 tisuća svjetlosnih godina, iz koje gigantske spiralne grane odlaze u svemir.
Unatoč činjenici da izgled Galaxyja sugerira ravan sustav, to nije u potpunosti točno. Oko njega se proteže takozvani halo, oblak razrijeđene materije. Njegov polumjer doseže 150 tisuća svjetlosnih godina. Oko središnje izbočine i jezgre nalaze se mnoge kuglaste zvijezde starih, hladnih crvenih zvijezda. Harlow Shapley nazvao ih je "kostrom tijela" naše Galaksije. Hladne zvijezde čine takozvani sferični podsustav Mliječnog puta, a njegov ravni podsustav, drugim riječima, spiralne ruke, je "zvjezdana mladost". Mnogo je svijetlih, istaknutih zvijezda visoke svjetlosti.
Mlade zvijezde u galaktičkoj ravnini pojavljuju se zbog prisutnosti ogromne količine prašine i plina tamo. Poznato je da se zvijezde rađaju zbog kompresije materije u oblacima plina i prašine. Zatim, kroz milijune godina, novorođene zvijezde "napuhavaju" te oblake i postaju vidljive. Zemlja i Sunce nisu geometrijsko središte Svijeta - nalaze se u jednom od tih tihih kutova naše Galaksije. I, izgleda, upravo je ta lokacija idealna za nastanak i razvoj života.
Znanstvenici već deset godina mogu otkriti velike planete - veličine Jupitera - u drugim zvijezdama. Danas ih je poznato oko stotinu i pol. To znači da su takvi planetarni sustavi rasprostranjeni u Galaksiji. Naoružani snažnijim teleskopima možete pronaći tako male planete kao što je Zemlja i na njima, možda, imati na umu braću.
Sve zvijezde u Galaksiji kreću se u svojoj orbiti oko njezine jezgre. Sunce ima svoju orbitu. Da bi napravio potpunu revoluciju, Suncu je potrebno najmanje 250 milijuna godina, što je galaktička godina (Sunčeva brzina je 220 km / s). Zemlja je već zaokružila središte Galaksije 25-30 puta. To znači da je upravo ono mnogo galaktičkih godina.
Vrlo je teško pratiti put Sunca Mliječnim putem. No, moderni teleskopi mogu otkriti i ovaj pokret. Konkretno, za određivanje kako se izgled zvjezdanog neba mijenja kada se Sunce pomiče u odnosu na najbliže zvijezde. Točka prema kojoj se Sunčev sustav kreće naziva se vrh i nalazi se u sazviježđu Herkulu, na granici sa zviježđem Lire.