Галактоцентрическая революция
Галактоцентрическая революция
Путь к гигантским астрономическим расстояниям и разбиению 8-й сферы Птолемея на галактики проложили сотрудники Гарвардской обсерватории, а затем К.Э. Лундмарк и Э.П. Хаббл.
X. Ливитт, сотрудница Гарварда, в 1908 г. открыла 1777 переменных звезд в Малом Магеллановом Облаке (ММО). Для 16 из них она определила периоды. Оказалось, что чем продолжительнее период, тем ярче звезда. «Следует отметить, – писала она, – что более яркие переменные звезды имеют больший период». Э. Герцшпрунг отождествил эти звезды с известными в нашей Галактике цефеидами. В 1913 г. он по ничтожно малым собственным движениям цефеид определил их среднюю светимость и, опираясь на сходство кривых блеска и периоды, заключил, что звезды Ливитт в Малом Магеллановом Облаке – тоже цефеиды. Следовательно, их светимость можно считать примерно равной светимости цефеид нашей Галактики. Тогда по блеску цефеид Малого Магелланова Облака можно определить расстояние до них. Оно оказалось очень велико – 30 000 световых лет. В статье Герцшпрунга один ноль был пропущен. Это, вероятно, послужило причиной того, что колоссальное расстояние Малого Магелланова Облака не привлекло тогда внимания астрономов.
Найденная зависимость «период-светимость» цефеид стала рабочим инструментом в руках X. Шепли (1885–1972). Он первым в полном объеме использовал ее возможности для измерения гигантских расстояний. В 1918 г. он заново определил светимость 11 звезд-цефеид нашей Галактики и воспользовался этим для определения расстояний шаровых звездных скоплений, в которых цефеиды были обнаружены. Затем Шепли смог определить расстояния шаровых звездных скоплений, не содержащих цефеид, предполагая, что ярчайшие звезды таких скоплений имеют примерно одинаковую светимость. Он установил, что центр системы шаровых звездных скоплений, концентрирующихся к созвездию Стрельца, находится на расстоянии около 10 кпс от Солнца, и отождествил его с центром всей звездной системы Млечного Пути – Галактики. Таков был первый вклад звезд-цефеид в наши знания о мире. Позднее эта работа Шепли получила название галактоцентрической революции, так как он показал, что Солнце не находится в центре Галактики, к чему склонялись результаты предыдущих исследований. Параллельно голландец Я. Оорт разработал методику, позволяющую по измерениям параллаксов (а с ними и расстояний) и светимостей всех ближайших к Солнцу звезд определить характер движения этих звезд и Солнца вместе с ними в 3-х мерном пространстве, а также их собственные движения (т. е. движения в проекции на небесную сферу). Оказалось, это движение можно описать всего двумя константами (названными константами Оорта). Согласно результатам, выяснилось, что все близлежащие звезды вращаются вокруг некоего центра по круговым орбитам, а константы дают комбинацию линейной скорости движения Солнца относительно центра и галактоцентрического расстояния и радиальное изменение этой линейной скорости. Период галактического обращения Солнца оценивается величиной порядка 200 миллионов лет.
В результате галактоцентрической революции современное строение нашей Галактики «Млечный путь» таково: диаметр 25 кпс от одного ее края до другого, как от одного края колеса до диаметрально противоположного. Солнце расположено не на краю Галактики, а на расстоянии около 8 кпс от ее центра, то есть примерно на 2/3 ее радиуса, если считать от центра. Кроме того, Солнце немного приподнято над плоскостью диска галактики – на 0,7 кпк над ним [7].
В центре нашей Галактики находится галактическое ядро – сферический «балдж», или центральная «выпуклость» над диском. От ядра отходят 4 «ветви» – это наблюдаемые кусочки спиральных ветвей нашей Галактики. «Ветвь» Ориона, в которой находится наша Солнечная система, – это скорее не ветвь, а небольшое ответвление. Солнечная система расположена между мощными ветвями Стрельца (именно ее мы видим как самую яркую часть Млечного пути на небе. Именно в созвездии Стрельца находится центр нашей Галактики) и Персея. Как и все другие звезды, Солнце вращается по своей орбите быстрее, чем вращаются спирали, и соответственно изменяет свое положение относительно спиралей. Оценки говорят, что для орбиты Солнца спирали должны обращаться примерно раза в два медленней, чем сама звезда. Таким образом, если мы считаем числом главных спиралей галактики 4, то Солнце будет заходить в одну из главных спиралей примерно раз в сотню с небольшим (где-то 140) миллионов лет.
В нашей Галактике более 100 миллиардов звезд. Достоверным методом тригонометрического параллакса измерены расстояния примерно до нескольких тысяч звезд. Согласно доминирующей модели Галактики, центр ее находится на расстоянии около 8000 пс от Солнца. Заметим, что область применения достоверного метода определения расстояний составляет линейно менее 7 % от гипотетического галактического центра.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.