Combien de bras notre galaxie, la Voie lactée, possède-t-elle ? La Voie lactée : histoire et principaux secrets

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Avant de considérer la formation des bras spiraux de la galaxie, voyons comment notre raisonnement théorique est cohérent avec les résultats des observations astronomiques. Analyse des observations astronomiques Voyons comment un tel raisonnement théorique est cohérent avec les résultats des observations astronomiques. Le rayonnement visible des régions centrales de la Galaxie nous est complètement caché par de puissantes couches de matière absorbante. Tournons-nous donc vers la galaxie spirale voisine M31 dans la nébuleuse d'Andromède, qui est très similaire à la nôtre. Il y a quelques années, Hubble a découvert deux noyaux ponctuels à la fois en son centre. L'un d'eux semblait plus brillant dans les rayons visibles (verts), l'autre plus faible, mais lorsqu'ils ont construit une carte des taux de rotation et de dispersion des vitesses stellaires, il s'est avéré que le centre dynamique de la galaxie est un noyau plus faible, il On pense que c'est là que se trouve le trou noir supermassif. Lorsque Hubble a pris le centre de la nébuleuse d'Andromède non pas en vert, mais dans les rayons ultraviolets, il s'est avéré que le noyau, qui était brillant dans la région visible du spectre, n'est presque pas visible dans l'ultraviolet, et à la place de la dynamique centre, on observe une structure stellaire brillante compacte. Une étude de la cinématique de cette structure a montré qu'elle est constituée d'étoiles jeunes tournant sur des orbites presque circulaires. Ainsi, au centre de M 31, deux disques stellaires circumnucléaires ont été trouvés à la fois : l'un elliptique, issu d'étoiles anciennes, et l'autre rond, issu d'étoiles jeunes. Les plans des disques coïncident et les étoiles qu'ils contiennent tournent dans le même sens. Selon le docteur en sciences physiques et mathématiques O. Silchenko, nous pouvons supposer que nous assistons aux conséquences de deux sursauts de formation d'étoiles, dont l'un s'est produit il y a longtemps, il y a 5-6 milliards d'années, et l'autre assez récemment, il y a plusieurs millions d'années. Comme on peut le voir, cela est tout à fait cohérent avec le fait qu'il peut y avoir deux centres au centre de la galaxie, dont l'un appartient à l'ancien sous-système sphérique et l'autre, plus jeune, appartient à la partie disque. De plus, ce jeune centre déjà aux premiers stades de son développement se forme sous la forme d'un système de disque compact, et pas seulement dans la galaxie M31, mais aussi dans de nombreux autres systèmes galactiques. La spectroscopie panoramique, qui permet de construire des cartes de vitesse de rotation de surface et des cartes de dispersion de vitesse, a permis de vérifier que des disques stellaires circumnucléaires individuels peuvent bien se trouver au centre de nombreuses galaxies. Ils se distinguent par leur taille compacte (pas plus d'une centaine de parsecs) et l'âge moyen relativement jeune de la population stellaire (pas plus de 1 à 5 milliards d'années). Les renflements dans lesquels baignent de tels disques circumnucléaires sont sensiblement plus anciens et tournent plus lentement. Une analyse de la carte de vitesse de la galaxie Sa NGC 3623 (un membre d'un groupe de trois galaxies spirales) a montré un minimum de dispersion de vitesse stellaire et une forme pointue des isolignes de vitesse de rotation au centre de la galaxie (voir Fig. : Afanasiev V.L., Sil'chenko O.K. Astronomy and Astrophysics, vol. 429, p. 825, 2005).potentiel gravitationnel. C'est-à-dire que l'énergie cinématique des étoiles situées dans le plan de symétrie est concentrée dans une rotation ordonnée, et non dans mouvements chaotiques, comme dans les étoiles de la composante sphéroïdale Cela indique qu'au centre même de la galaxie il y a un plat, dynamiquement froid, avec un grand moment de rotation du sous-système stellaire, c'est-à-dire le disque à l'intérieur du renflement. Ces observations confirment que dans la partie sphérique des galaxies, où le renflement est son corps cause, un sous-système plus jeune apparaît, appartenant au niveau suivant d'organisation de la matière. C'est la partie disque des galaxies, dont le corps cause sera un disque circumnucléaire en rotation rapide à l'intérieur du renflement. Ainsi, pour deux sous-systèmes, il est possible d'établir deux corps de cause, dont l'un, par rapport à l'autre, est le corps d'effet. Revenons aux résultats d'observation de notre Galaxie. Malgré le fait que le rayonnement visible des régions centrales de la Galaxie nous soit complètement caché par de puissantes couches de matière absorbante, après la création de récepteurs d'émission infrarouge et radio, les scientifiques ont réussi à mener une étude détaillée de cette zone. L'étude de la partie centrale de la Galaxie a montré qu'en plus d'un grand nombre d'étoiles dans la région centrale, il existe également un disque gazeux circumnucléaire, constitué principalement d'hydrogène moléculaire. Son rayon dépasse 1000 années-lumière. Plus près du centre, des régions d'hydrogène ionisé et de nombreuses sources de rayonnement infrarouge sont notées, indiquant que la formation d'étoiles s'y déroule. Le disque de gaz circumnucléaire est à l'origine de la partie disque de la Galaxie et est à un stade précoce de l'évolution car il est constitué d'hydrogène moléculaire. Par rapport à son système - le disque, c'est un trou blanc, d'où vient l'énergie au développement de l'espace et de la matière de la partie disque de la Galaxie. Des études utilisant un système de radiotélescopes à base extra longue ont montré qu'au centre même (dans la constellation du Sagittaire) se trouve un objet mystérieux, désigné Sagittaire A *, émettant un puissant flux d'ondes radio. La masse de cet objet cosmique, situé à 26 000 années-lumière, est estimée à quatre millions de fois la masse du Soleil. Et en termes de taille, il correspond à la distance entre la Terre et le Soleil (150 millions de kilomètres). Cet objet est généralement considéré comme un candidat possible pour un trou noir. L'un des chercheurs de cet objet, Shen Zhiqiang (Zhi-Qiang Shen) de l'Observatoire astronomique de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences, est convaincu que la nature du mouvement des étoiles proches de lui est désormais considérée comme la confirmation la plus convaincante de sa compacité et massivité. Shen et son groupe, ayant fait des observations dans une bande radio de fréquence plus élevée (86 GHz au lieu de 43 GHz), ont obtenu l'estimation la plus précise de l'objet spatial, ce qui a conduit à une double diminution de la zone qui les intéressait (publication du 3 novembre 2005 dans Nature). Une autre étude de la région centrale de la Galaxie concerne l'amas Quintiplet (Quintiplet Cluster), récemment découvert en plein centre de notre Galaxie et constitué de cinq étoiles massives d'une nature incompréhensible. Des astronomes australiens dirigés par le Dr Peter Tuthill (Peter Tuthill) au cours de l'étude de l'objet ont révélé une structure extrêmement étrange et sans précédent. Le fait est que l'amas Quintiplet est situé au centre même de la Galaxie, où, selon la doctrine cosmologique dominante, un trou noir massif devrait être situé et, par conséquent, il ne peut y avoir aucune étoile en vue. Les cinq étoiles sont relativement âgées et approchent des dernières étapes de leur existence. Mais le plus étrange s'est avéré être que deux d'entre eux tournent rapidement l'un autour de l'autre (ou plutôt autour d'un centre de gravité commun), dispersant de la poussière autour d'eux, tout comme la tête rotative d'un arroseur pulvérise de l'eau. La poussière forme alors des bras en spirale. Le rayon de l'une des spirales est d'environ 300 UA Ces observations montrent qu'il existe bien un objet massif d'une taille inimaginable au centre de la Galaxie, qui n'est cependant pas un trou noir, contrairement aux autres systèmes stellaires. D'autre part, il existe un disque circumnucléaire au centre de la Galaxie. Ainsi qu'un quintuplé d'une nature mystérieuse. Toutes ces observations ont une explication du point de vue de la formation de deux sous-systèmes différents, dans lesquels se trouvent deux corps causes de nature différente : un corps émerge, l'autre s'efface. Deux étoiles en rotation rapide du Quintuplet peuvent être considérées comme la rotation du corps de l'effet autour du corps de la cause au stade où leurs masses sont approximativement les mêmes. Bien qu'il ne soit pas tout à fait clair à quel quadripôle ils se réfèrent, puisque il n'y a pas assez de données pour cela. Considérons maintenant plus en détail la partie disque de la Galaxie.

Bras en spirale des galaxies

L'un des principaux phénomènes de notre Galaxie est la formation de bras spiraux (ou bras). C'est la structure la plus importante dans les disques de galaxies comme la nôtre, et c'est ce qui donne aux galaxies le nom de spirale. Les bras spiraux de la Voie lactée nous sont en grande partie cachés en absorbant la matière. Leur étude détaillée a commencé après l'avènement des radiotélescopes. Ils ont permis d'étudier la structure de la Galaxie en observant l'émission radio des atomes d'hydrogène interstellaires, concentrés le long de longues spirales. Selon les concepts modernes, les bras spiraux sont associés à des ondes de compression se propageant à travers le disque de la Galaxie. Cette théorie des ondes de densité décrit assez bien les faits observés et est due à Chia Chiao Lin et Frank Shu du Massachusetts Institute of Technology. Selon les scientifiques, en passant par les régions de compression, la matière du disque devient plus dense et la formation d'étoiles à partir du gaz devient plus intense. Bien que la nature et les raisons de l'émergence d'une telle structure d'onde particulière dans les disques des galaxies spirales ne soient toujours pas claires. Structure énergétique du disque Galaxy. Voyons comment la formation des bras spiraux peut s'expliquer du point de vue de l'auto-organisation de la matière. La partie disque de la galaxie, comme indiqué ci-dessus, est formée en raison de la topologie toroïdale de l'espace du premier module. À la suite de la quantification de cet espace, un ensemble de sous-espaces a été formé, chacun ayant également une topologie toroïdale. Tous sont imbriqués à l'intérieur du premier tore dans un style matriochka. Au centre de chaque tore, le long d'un cercle de grand rayon, circule l'énergie entrante, qui va créer l'espace et la matière des étoiles et des systèmes stellaires. Un tel système de tores génère un disque plat matériel composé de plusieurs systèmes d'étoiles tournant dans le même sens. Toute la matière formée dans la partie disque de la Galaxie acquiert un seul plan et sens de rotation. Il y a deux corps centraux au centre de la galaxie, dont l'un est le corps de cause du sous-système de halo (trou noir), l'autre est le corps de cause du sous-système de disque (trou blanc), qui tournent également l'un par rapport à l'autre . Dans la partie disque de la Galaxie, des chronoshells de sous-systèmes internes se forment, qui sont des sous-espaces de conséquences. Dans chacun de ces sous-espaces, son propre corps de l'effet est formé, qui est une étoile ou un système d'étoiles tournant autour du corps de la cause, c'est-à-dire le centre de la galaxie où se trouve le trou blanc. Les orbites des étoiles les plus proches du trou blanc sont des cercles, car l'énergie entrant dans les chronocoquilles de ces étoiles circule en cercles (Fig. 14). Fig.14.

Si les chronocoquilles du premier module sont au-delà de la limite de la rotation du corps du trou blanc autour du trou noir, alors l'énergie ne circulera pas dans un cercle, mais dans une ellipse, dans l'un des foyers dont est le corps de la cause (trou noir), dans l'autre - le corps de l'effet (trou blanc). En conséquence, la topologie de l'espace changera, le tore prendra une forme plus complexe, et au lieu d'un cercle, qui est décrit par un grand rayon du tore, nous aurons une ellipse.

En regardant notre disque d'en haut, nous verrons que la circulation de l'énergie dans différents tores décrit différentes ellipses. De manière générale, des ellipses de révolution sont représentées sur la figure, ce qui montre que plus l'orbite de rotation énergétique est éloignée, plus la forme de l'orbite se rapprochera d'un cercle. Je souligne une fois de plus que les figures montrent les trajectoires de circulation de l'énergie, qui se réfèrent à la structure des espaces, et non des corps matériels. Par conséquent, dans ce système, les trous noirs et blancs sont un puits et une source d'énergie qui sont immobiles.

Puisque le sous-système de disque de la Galaxie est immergé dans le sous-système sphérique, une interaction supplémentaire a lieu entre eux à travers le temps. L'influence d'un sous-système sur un autre conduit au fait que le moment de rotation présent dans la partie sphérique se superpose à la circulation d'énergie dans le sous-système de disque. Bien que ce ne soit pas un couple très intense, il contribue toujours à l'image globale, à la suite de quoi les tores tournent à un petit angle les uns par rapport aux autres. En conséquence, les ellipses de rotation d'énergie se décaleront également du même angle de rotation les unes par rapport aux autres, formant une structure en spirale.

La vitesse de déplacement de toute étoile autour du centre de la Galaxie ne coïncidera pas avec la vitesse de déplacement du motif en spirale. La circulation des flux d'énergie dans l'espace restera inchangée tout au long de la vie de la Galaxie. Parce que l'énergie entrant dans le système au fil du temps transfère le couple, modifiant l'énergie totale, mais ne transfère pas la quantité de mouvement. Par conséquent, le moment de rotation que le temps apporte au système dépend uniquement des propriétés du point cause et reste constant pendant toute la durée d'existence du disque.

Les corps de conséquences, et dans ce cas ce sont des étoiles, lors de leur formation reçoivent un moment cinétique qui définit leur rotation autour du centre de la Galaxie. Par conséquent, le mouvement des étoiles formées dans des chronoshells toroïdaux sera influencé par de nombreux facteurs. Parmi ces facteurs, les facteurs déterminants seront la quantité de matière formée, le degré de développement évolutif de l'étoile elle-même, l'influence gravitationnelle d'autres étoiles, ainsi qu'un certain nombre d'autres raisons.

La rotation de l'énergie le long des ellipses est une propriété exclusive de l'espace lui-même. Lorsque les ellipses sont tournées d'un certain angle, comme indiqué sur la figure, les points de contact des ellipses auront la densité d'énergie la plus élevée. Par conséquent, la quantité d'énergie libérée à ces endroits sera additionnée. Dans ce cas, une structure énergétique réapparaît dans l'espace. Tout comme dans les chronoshells du module zéro, nous avons obtenu le modèle énergétique du dodécaèdre, de même dans les chronoshells du premier module, nous obtenons une image en spirale. Conformément au fait que la libération d'énergie le long des bras spiraux se produit avec une plus grande amplitude, c'est à ces endroits que le processus de formation d'étoiles se produira le plus intensément.

Je voudrais souligner une fois de plus que la formation d'un disque en rotation et la formation de bras spiraux sont des structures de nature complètement différente. Un disque en rotation est un système de corps matériels formés lors de la transformation du temps. Et les bras en spirale sont la structure énergétique de l'espace, montrant dans quelle zone la libération d'énergie se produit le plus intensément. Par conséquent, la propriété principale du motif en spirale d'onde est sa rotation uniforme en tant que système unique d'espaces formés par des tores. Par conséquent, l'image du motif en spirale tourne également dans son ensemble avec une vitesse angulaire constante. Bien que le disque de la galaxie tourne différemment, car il s'est formé dans des conditions différentes et chacune de ses parties est à son propre stade d'évolution. Mais le disque lui-même est secondaire par rapport aux bras spiraux, c'est la structure énergétique des spirales qui est primaire, qui rythme tout le processus de formation d'étoiles du disque. C'est pour cette raison que le motif en spirale est indiqué si clairement et clairement et conserve une régularité totale sur tout le disque de la galaxie, sans aucune distorsion par la rotation différentielle du disque.

Densité d'étoiles en bras spiraux.

La formation d'étoiles se produit à peu près de la même manière dans tout le disque, de sorte que la densité d'étoiles dépendra de la densité des chronoshells situés entre eux. Malgré le fait que la formation d'étoiles se produit plus intensément dans les bras, la densité d'étoiles ici ne devrait pas différer beaucoup des autres régions du disque, bien que l'amplitude énergétique accrue provoque l'initiation de chronoshells qui se trouvent dans des conditions moins favorables. Les observations astronomiques montrent que la densité d'étoiles dans les bras spiraux n'est pas si grande, elles n'y sont situées qu'un peu plus denses que la moyenne du disque - seulement 10%, pas plus.

Un contraste aussi faible ne serait jamais visible sur les photographies de galaxies lointaines si les étoiles du bras spiral étaient les mêmes que sur tout le disque. Le fait est qu'avec les étoiles dans les bras spiraux, il y a une formation intensive de gaz interstellaire, qui se condense ensuite en étoiles. Ces étoiles au stade initial de leur évolution sont très brillantes et se démarquent fortement des autres étoiles du disque. Les observations d'hydrogène neutre dans le disque de notre Galaxie (par son rayonnement dans la bande radio à une longueur d'onde de 21 cm) montrent que le gaz forme bien des bras spiraux.

Pour que les bras soient clairement délimités par de jeunes étoiles, il faut un taux suffisamment élevé de transformation du gaz en étoiles et, en plus, une durée pas trop longue de l'évolution d'une étoile à son stade brillant initial. Les deux sont remplies pour des conditions physiques réelles dans les galaxies, en raison de l'intensité accrue du flux temporel libéré dans les bras. La durée de la phase initiale de l'évolution des étoiles massives brillantes est inférieure au temps pendant lequel le bras se décalera sensiblement lors de sa rotation générale. Ces étoiles brillent pendant environ dix millions d'années, soit seulement cinq pour cent de la période de rotation de la Galaxie. Mais au fur et à mesure que les étoiles qui bordent le bras spiral s'éteignent, de nouveaux luminaires et leurs nébuleuses associées se forment dans leur sillage, gardant le motif en spirale intact. Les étoiles qui bordent les bras ne survivent même pas à une révolution de la Galaxie ; seul le motif en spirale est stable.

L'intensité accrue de la libération d'énergie le long des bras de la Galaxie affecte le fait que les étoiles les plus jeunes sont principalement concentrées ici, de nombreux amas et associations d'étoiles ouvertes, ainsi que des chaînes de nuages ​​​​denses de gaz interstellaire dans lesquels les étoiles continuent de se former. Les bras spiraux contiennent un grand nombre d'étoiles variables et flare, et les explosions de certains types de supernovae y sont le plus souvent observées. Contrairement au halo, où toute manifestation d'activité stellaire est extrêmement rare, une vie orageuse se poursuit dans les branches en spirale associées à la transition continue de la matière de l'espace interstellaire aux étoiles et vice-versa. Car le module zéro, qui est un halo, est au stade ultime de son évolution. Alors que le premier module, qui est un disque, est au sommet de son développement évolutif.

conclusions

Formulons les principales conclusions obtenues dans l'analyse de l'espace de la Galaxie.

1. Du point de vue de l'auto-organisation systémique de la matière, les deux sous-systèmes qui composent la Galaxie appartiennent à des modules différents de la structure intégrale de l'univers (IMS). La première - la partie sphérique - est le module spatial nul. La deuxième partie disque du Galaxy appartient au premier module ISM. Conformément aux relations de cause à effet, le premier module ou partie de disque de la Galaxie est l'effet, tandis que le module zéro ou halo est considéré comme la cause.

2. Tout espace est créé à partir d'un chronoshell, qui au moment de l'apport d'énergie est un dipôle en forme d'éventail. À une extrémité d'un tel dipôle se trouve une substance et à l'autre - une sphère d'espace en expansion. Un pôle du dipôle a les propriétés des masses gravitantes et est un point matériel, et l'autre pôle a des propriétés antigravitationnelles d'expansion de l'espace et est une sphère entourant le point matériel. Ainsi, tout dipôle en forme d'éventail a un corps physique et un espace physique tridimensionnel. Ainsi, chaque lien causal sera composé de quatre éléments : le corps de la cause et l'espace de la cause, le corps de l'effet et l'espace de l'effet.

3. Les principales caractéristiques du halo sont déterminées par les propriétés du chronoshell du module zéro. Listons-les.

une). La limite du halo est une membrane aux propriétés anti-gravité, qui limite la sphère de vide en expansion du dipôle en forme d'éventail. Il est représenté par une couche de plasma d'hydrogène entourant l'extérieur du halo, en forme de couronne. Une couronne se forme en raison de l'effet inhibiteur de la membrane sur les ions hydrogène. La topologie de l'espace du halo est sphérique.

2). Dans sa transformation évolutive, le halo est passé par une phase d'inflation, au cours de laquelle la chronocoquille du halo s'est fragmentée en 256 petites chronocoquilles, dont chacune est maintenant l'un des amas globulaires de la Galaxie. Pendant l'inflation, l'espace de la Galaxie a augmenté de façon exponentielle sa taille. Le système résultant s'appelait la structure de halo en nid d'abeille.

3). Les chronocoquilles d'amas globulaires d'étoiles ont continué à se briser davantage. Les étoiles et les systèmes stellaires deviennent le niveau limite de quantification des galaxies. Le niveau limite de quantification est la nouvelle organisation structurale de la matière.

quatre). La position relative des chronocoquilles d'étoiles dans la structure cellulaire en nid d'abeille du halo est extrêmement inégale. Certains d'entre eux sont situés plus près du centre de la galaxie, d'autres - plus près de la périphérie. En raison de cette inégalité, la formation d'étoiles dans chaque chronoshell a ses propres caractéristiques, qui affectent la densité de la matière ou la nature de leur mouvement.

5). Les systèmes nains découverts au sein de notre Galaxie appartiennent aux chronocoquilles des quadripôles du deuxième ou du troisième niveau, qui sont aussi des sous-systèmes auto-organisés fermés appartenant à la Galaxie.

6). L'état actuel du halo fait référence au stade final de l'évolution. L'expansion de son espace a pris fin en raison de la finitude de l'énergie libérée. Rien ne résiste aux forces de gravité. Par conséquent, la dernière étape de l'évolution du halo est due aux processus de désintégration. La gravité devient la force principale du système, forçant les corps matériels à se déplacer vers le centre de la Galaxie dans un champ gravitationnel croissant. Un attracteur attractif se forme au centre de la Galaxie.

4. Les principales caractéristiques du disque sont déterminées par les propriétés du chronoshell du premier module, qui est une conséquence du module zéro. Listons-les.

une). Puisque la partie disque de la Galaxie est une conséquence, le dipôle du ventilateur gravitationnel sera donc un vecteur axial M=1 tournant autour du vecteur axial M=0.

2). L'espace formé par l'un des pôles du dipôle en éventail est créé sous la forme d'une sphère en expansion tournant autour de l'axe M=0. Ainsi, la topologie de l'espace du premier module est décrite par un tore plongé dans l'espace sphérique du module zéro. Le tore est formé de deux vecteurs axiaux M=0 et M=1, où M=0 est le grand rayon du tore et M=1 est le petit rayon du tore.

3). L'étape de gonflage du chronoshell du premier module a donné naissance à de nombreux nouveaux sous-systèmes - des chronoshells internes plus petits. Tous sont disposés selon le type de poupée gigogne à l'intérieur du chronoshell du premier module. Tous ont également une topologie toroïdale. La structuration apparaît dans l'espace de la partie disque de la Galaxie.

quatre). La substance formée par l'autre pôle du dipôle de l'éventail est concentrée au centre de la sphère, qui décrit le petit rayon du tore M=1. Puisque ce centre, à son tour, décrit un cercle selon le rayon d'un grand tore, alors toute la substance est formée le long de ce cercle dans un plan perpendiculaire à l'axe M = 0.

5). La matière formée dans les nouveaux sous-systèmes est également créée au centre des sphères de petit rayon du tore. Par conséquent, toute matière se forme le long de cercles situés dans un plan perpendiculaire à l'axe M=0. C'est ainsi que se forme la partie disque de la Galaxie.

5. Il y a deux corps causaux dans la région centrale de la Galaxie. L'un d'eux est le corps de la cause du halo (renflement), l'autre est le corps de la cause du disque (disque gazeux circumnucléaire). Le corps de cause du disque, quant à lui, est le corps de l'effet par rapport au halo. Par conséquent, un corps tourne autour de l'autre.

6. Le renflement, comme le halo, est au stade final de l'évolution, il devient donc un attracteur, vers lequel gravite toute la matière dispersée auparavant dans le volume du halo. S'accumulant en son centre, il forme de puissants champs gravitationnels qui compriment progressivement la matière en un trou noir.

7. Le disque gazeux circumnucléaire est le corps de la cause de la partie disque de la Galaxie et est à un stade précoce de l'évolution. Par rapport à son système - le disque, c'est un trou blanc, d'où vient l'énergie au développement de l'espace et de la matière de la partie disque de la Galaxie.

8. Bras en spirale - c'est la structure énergétique de l'espace, montrant dans laquelle de ses zones la libération d'énergie se produit le plus intensément. Cette structure se forme grâce à la circulation de l'énergie à l'intérieur du tore. Dans la plupart des tores, l'énergie ne circule pas dans un cercle, mais dans une ellipse, dans l'un des foyers se trouve le corps de la cause (trou noir), dans l'autre - le corps de l'effet (trou blanc). En conséquence, la topologie de l'espace change, le tore prendra une forme plus complexe, et au lieu d'un cercle, qui est décrit par un grand rayon du tore, nous aurons une ellipse.

9. Puisque le sous-système de disque de la Galaxie est immergé dans le sous-système sphérique, une interaction supplémentaire a lieu entre eux à travers le temps. L'influence d'un sous-système sur un autre conduit au fait que le moment de rotation présent dans la partie sphérique se superpose à la circulation d'énergie dans le sous-système de disque, à la suite de quoi les tores tournent à un petit angle les uns par rapport aux autres. Lorsque les ellipses sont tournées d'un certain angle, l'énergie aura la densité la plus élevée aux points de contact des ellipses. Dans ces endroits, le processus de formation d'étoiles se produira le plus intensément. Par conséquent, la propriété principale du motif en spirale d'onde est sa rotation uniforme en tant que système unique d'espaces formés par des tores.

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La galaxie elliptique naine dans la constellation du Sagittaire pourrait être responsable de la formation des bras spiraux de notre galaxie. Cette conclusion a été faite par des scientifiques de l'Université de Pittsburgh. Leurs travaux sont publiés dans le dernier numéro de la revue Nature.

Le groupe était dirigé par Christopher Purcell. Leurs simulations numériques ont été les premières à suggérer un tel scénario pour la formation des bras spiraux. "Cela nous donne un regard nouveau et plutôt inattendu sur la raison pour laquelle notre galaxie ressemble à ce qu'elle est", déclare Purcell.

"Cosmologiquement parlant, nos calculs montrent que des collisions relativement petites comme celle-ci peuvent avoir des conséquences majeures sur la formation de galaxies dans tout l'univers", ajoute-t-il. "Cette idée était auparavant exprimée théoriquement, mais n'a pas encore été mise en œuvre."

La plupart du groupe de scientifiques sont des employés de l'Université de Californie à Irvine, où se trouve l'Astrocomputer Center. Malheureusement, dans le domaine de la cosmologie, la simulation numérique à l'aide de supercalculateurs est la seule méthode de recherche. Les phénomènes et objets étudiés sont si vastes et complexes qu'il est insensé de parler non seulement de méthodes analytiques, mais même de méthodes numériques sur des machines conventionnelles. Avec l'aide de supercalculateurs, les astronomes ont la possibilité de recréer, au moins à petite échelle, des phénomènes cosmologiques se produisant sur des milliards d'années et d'étudier ces phénomènes dans un mode accéléré de leur reproduction. Sur la base de cette modélisation, des hypothèses sont formulées, qui sont ensuite testées à l'aide d'observations réelles.

Outre la conclusion sur la collision, les simulations numériques de Purcell ont révélé une caractéristique intéressante des étoiles de la galaxie naine. Tous étaient entourés de matière noire, dont la masse est approximativement égale à la masse de toutes les étoiles de notre galaxie.

On sait depuis longtemps que la matière réelle représente moins de 5 % de l'univers, tandis que la matière noire en représente environ un quart. Son existence n'est révélée que par l'interaction gravitationnelle. Maintenant, on peut affirmer que toutes les galaxies, y compris la Voie lactée et la galaxie naine (avant la collision) sont entourées de matière noire, et la région de l'espace avec elle est plusieurs fois plus grande que la galaxie en taille et en masse.

"Lorsque toute cette matière noire a frappé la Voie lactée, 80 à 90 % de celle-ci a été rebondie", explique Purcell. Cette première collision, qui a eu lieu il y a environ deux milliards d'années, a entraîné des instabilités dans la structure de notre galaxie, qui se sont ensuite accrues, ce qui a finalement conduit à des bras spiraux et à des formations d'anneaux.

La thèse de Purcell portait sur une autre question : à quoi ont conduit les collisions répétées d'une galaxie naine ?

Au cours des dernières décennies, on a supposé que la Voie lactée n'avait pas été perturbée depuis plusieurs milliards d'années. Des bras en spirale dans cette lumière sont apparus comme un résultat logique de l'évolution isolée de la galaxie.

A partir du moment où une galaxie elliptique naine, satellite de la Voie lactée, a été découverte dans la constellation du Sagittaire, les astronomes ont commencé à étudier ses fragments. En 2003, des calculs supercalculateurs de la trajectoire de la galaxie ont montré qu'elle était précédemment entrée en collision avec la Voie lactée. La première fois, cela s'est produit il y a 1,9 milliard d'années, la deuxième fois - il y a 0,9 milliard d'années.

"Mais ce qui est arrivé à la Voie lactée n'a pas été reproduit dans la simulation", explique Purcell. "Notre calcul était le premier dans lequel une telle tentative a été faite."

Les scientifiques ont découvert que la collision entraîne une instabilité - des fluctuations de la densité stellaire - dans le disque de la Voie lactée en rotation. Les régions intérieures de notre galaxie tournent plus vite que les régions extérieures, cette instabilité a été amplifiée, entraînant la formation de bras spiraux.

De plus, les simulations ont révélé qu'en raison de la collision, des structures annulaires se sont formées aux bords de notre galaxie.

La deuxième collision a eu des conséquences moindres. Elle a également créé des ondes conduisant à la formation de bras spiraux, mais elles étaient beaucoup moins intenses, puisque la galaxie naine a perdu l'essentiel de sa matière noire lors de la première collision. Sans matière noire pour servir de conteneur à la galaxie, ses étoiles ont commencé à s'effondrer sous l'influence du champ gravitationnel de la Voie lactée.

« Des galaxies comme la Voie lactée sont constamment bombardées de galaxies naines. Mais jusqu'à notre étude, on n'avait pas supposé à quel point les conséquences de telles collisions pourraient être importantes, dit Purcell. - Nous prévoyons de trouver d'autres résultats de la collision, par exemple, la lueur dans les régions extérieures du disque de notre galaxie. Nous nous attendions à voir des changements dans la Voie lactée à la suite de la collision, mais nous ne nous attendions pas à ce qu'elle conduise à la formation de bras en spirale. Nous n'avions pas prévu cela."

C'était tellement inattendu que les scientifiques ont retardé de plusieurs mois la publication de leur découverte afin de tout vérifier une fois de plus. "Nous avons dû nous convaincre que nous étions sains d'esprit", ajoute Purcell.

Actuellement, des flux d'étoiles qui appartenaient autrefois à la galaxie naine tournent autour de la Voie lactée. Cependant, il ne s'est pas complètement effondré et, dans quelques millions d'années, une nouvelle collision commencera. « Nous pouvons comprendre cela en observant le centre de la Voie Lactée. De l'autre côté de nous, les étoiles tombent sur le disque de la galaxie par le bas. Nous pouvons mesurer la vitesse de ces étoiles et nous pouvons dire que bientôt la galaxie naine frappera à nouveau le disque, dans seulement 10 millions d'années.

Exactement la même situation avec notre galaxie. Nous savons avec certitude que nous vivons dans la même galaxie spirale que, disons, M31 - la nébuleuse d'Andromède. Mais voici une carte des bras spiraux du même M31, on imagine bien mieux que notre propre Voie lactée. Nous ne savons même pas combien de bras en spirale nous avons.

Il y a un demi-siècle, en 1958, Jan Hendrik Oort a tenté pour la première fois de comprendre la forme des bras spiraux de la Voie lactée. Pour ce faire, il a construit une carte de la répartition des gaz moléculaires dans notre Galaxie, basée sur des mesures effectuées sur une onde d'hydrogène atomique neutre. Sa carte n'incluait pas le secteur du disque de la Voie lactée extérieure "au-dessus" de la Terre, ni le secteur plus large comprenant à la fois les régions extérieures et intérieures "sous" la Terre. De plus, la carte d'Oort contenait de nombreuses erreurs liées à la mauvaise détermination des distances à certains objets et à l'imprécision du modèle utilisé pour construire la distribution de gaz. En conséquence, la carte d'Oort s'est avérée asymétrique, de sorte qu'elle ne pouvait pas être décrite par un modèle raisonnable du motif en spirale. Bien que le fait que l'hydrogène atomique soit concentré dans des bras torsadés en spirale était déjà clair à l'époque.

Après cela, de nombreux scientifiques ont créé des cartes plus détaillées basées sur des données d'observation à la fois dans l'onde atomique de l'hydrogène et dans l'onde de la molécule de CO. Les cartes étaient à la fois bidimensionnelles et tridimensionnelles. La plupart d'entre eux étaient basés sur les lois les plus simples de la rotation circulaire. Certaines de ces cartes contenaient deux bras en spirale de gaz moléculaire, d'autres quatre. Les scientifiques ne sont pas parvenus à un consensus sur le modèle le plus correct.

Une nouvelle recherche dans cette direction a été annoncée par le projet de l'astronome de SAI Sergei Popov - "Astronomical Scientific Picture of the Day" ou ANC. L'étude, dirigée par le Suisse Peter Englmaier de l'Institut de physique théorique de l'Université de Zurich, semble être la première fois que nous pouvons plus ou moins précisément compter au moins les bras dans le motif en spirale de notre système stellaire. Une étude basée sur la distribution du CO moléculaire et de l'hydrogène moléculaire montre que le tableau est assez complexe. Dans le même temps, les Suisses répondent à la question globale "deux ou quatre" - "à la fois ceci et cela".

Apparemment, dans la partie intérieure de notre Galaxie, il y a un cavalier (barre), à ​​partir des extrémités duquel s'étendent deux bras en spirale. Cependant, ils ne vont pas dans les régions éloignées. Il y a très probablement quatre bras de ce type dans la région extérieure de la Voie lactée. Il est tout à fait possible que deux autres bras s'étendent de la barre, qui vient de se diviser en quatre dans la partie extérieure de la Galaxie. Diverses variantes de la structure en spirale des régions internes de la Galaxie ont déjà été proposées, et au regard des travaux en cours, on ne peut que discuter de sa précision. Englemyer, spécialiste des données 3D, a pu pour la première fois dans l'histoire de l'astronomie "voir" des bras spiraux dans la région extérieure de la Voie lactée, à une distance de plus de 20 kiloparsecs de son centre. Et cela peut déjà être considéré comme une percée.

Le ciel étoilé attire les yeux des gens depuis l'Antiquité. Les meilleurs esprits de tous les peuples ont essayé de comprendre notre place dans l'Univers, d'imaginer et de justifier sa structure. Les progrès scientifiques ont permis de passer dans l'étude des vastes étendues de l'espace des constructions romantiques et religieuses aux théories logiquement vérifiées basées sur de nombreux éléments factuels. Désormais, tout écolier a une idée de ce à quoi ressemble notre Galaxie selon les dernières recherches, qui, pourquoi et quand lui a donné un nom aussi poétique et quel est son avenir supposé.

origine du nom

L'expression "la galaxie de la Voie lactée" est, en fait, une tautologie. Galactikos traduit grossièrement du grec ancien signifie "lait". Ainsi, les habitants du Péloponnèse ont appelé le groupe d'étoiles dans le ciel nocturne, attribuant son origine à la colérique Héra: la déesse n'a pas voulu nourrir Hercule, le fils illégitime de Zeus, et a éclaboussé son lait maternel avec colère. Gouttes et formé une piste d'étoiles, visible les nuits claires. Des siècles plus tard, les scientifiques ont découvert que les luminaires observés ne sont qu'une partie insignifiante des corps célestes existants. Ils ont donné le nom de Galaxie ou système de la Voie lactée à l'espace de l'Univers, dans lequel se trouve également notre planète. Après avoir confirmé l'hypothèse de l'existence d'autres formations similaires dans l'espace, le premier terme est devenu universel pour elles.

Vue intérieure

Les connaissances scientifiques sur la structure de la partie de l'univers, y compris le système solaire, ont peu emprunté aux anciens Grecs. La compréhension de ce à quoi ressemble notre Galaxie a évolué de l'univers sphérique d'Aristote aux théories modernes, dans lesquelles il y a une place pour les trous noirs et la matière noire.

Le fait que la Terre soit un élément du système de la Voie lactée impose certaines restrictions à ceux qui essaient de comprendre la forme de notre galaxie. Une réponse sans équivoque à cette question nécessite une vue de côté et à une grande distance de l'objet d'observation. Aujourd'hui, la science est privée d'une telle opportunité. Une sorte de substitut à un observateur extérieur est la collecte de données sur la structure de la Galaxie et leur corrélation avec les paramètres d'autres systèmes spatiaux disponibles pour l'étude.

Les informations recueillies nous permettent de dire avec certitude que notre Galaxie a la forme d'un disque avec un épaississement (renflement) au milieu et des bras spiraux divergeant du centre. Ces derniers contiennent les étoiles les plus brillantes du système. Le disque mesure plus de 100 000 années-lumière de diamètre.

Structure

Le centre de la Galaxie est caché par la poussière interstellaire, ce qui rend difficile l'étude du système. Les méthodes de la radioastronomie aident à faire face au problème. Les vagues d'une certaine longueur surmontent facilement tous les obstacles et vous permettent d'obtenir une telle image souhaitée. Notre Galaxie, selon les données obtenues, a une structure inhomogène.

Il est conditionnellement possible de distinguer deux éléments liés l'un à l'autre : le halo et le disque lui-même. Le premier sous-système a les caractéristiques suivantes :

  • en forme c'est une sphère;
  • son centre est considéré comme le renflement ;
  • la plus forte concentration d'étoiles dans le halo est caractéristique de sa partie médiane, à l'approche des bords, la densité diminue fortement ;
  • la rotation de cette zone de la galaxie est assez lente ;
  • le halo contient principalement de vieilles étoiles avec une masse relativement petite;
  • un espace significatif du sous-système est rempli de matière noire.

Le disque galactique en termes de densité d'étoiles dépasse largement le halo. Dans les manches y'a des jeunes et même à peine naissants

Centre et noyau

Le « cœur » de la Voie lactée se situe en Sans l'étudier, il est difficile de bien comprendre à quoi ressemble notre Galaxie. Le nom «noyau» dans les écrits scientifiques se réfère soit uniquement à la région centrale d'un diamètre de seulement quelques parsecs, soit inclut le renflement et l'anneau de gaz, qui est considéré comme le berceau des étoiles. Dans ce qui suit, la première version du terme sera utilisée.

La lumière visible a du mal à pénétrer le centre de la Voie lactée alors qu'elle entre en collision avec beaucoup de poussière cosmique qui obscurcit l'apparence de notre Galaxie. Les photos et images prises dans l'infrarouge élargissent considérablement les connaissances des astronomes sur le noyau.

Les données sur les caractéristiques du rayonnement dans la partie centrale de la Galaxie ont conduit les scientifiques à l'idée qu'il existe un trou noir au cœur du noyau. Sa masse est supérieure à 2,5 millions de fois la masse du Soleil. Autour de cet objet, selon les chercheurs, un autre trou noir, mais moins impressionnant dans ses paramètres, tourne. Les connaissances modernes sur les caractéristiques de la structure du cosmos suggèrent que de tels objets sont situés dans la partie centrale de la plupart des galaxies.

Lumière et ténèbres

L'influence conjointe des trous noirs sur le mouvement des étoiles apporte ses propres ajustements à l'apparence de notre Galaxie : elle conduit à des changements spécifiques d'orbites qui ne sont pas typiques des corps cosmiques, par exemple près du système solaire. L'étude de ces trajectoires et la relation entre les vitesses de mouvement et la distance du centre de la Galaxie ont formé la base de la théorie de la matière noire actuellement en plein développement. Sa nature est encore entourée de mystère. La présence de matière noire, constituant vraisemblablement la grande majorité de toute la matière de l'Univers, n'est enregistrée que par l'effet de la gravité sur les orbites.

Si nous dissipons toute la poussière cosmique que le noyau nous cache, une image saisissante s'ouvre. Malgré la concentration de matière noire, cette partie de l'univers regorge de lumière émise par un grand nombre d'étoiles. Il y en a des centaines de fois plus par unité d'espace que près du Soleil. Environ dix milliards d'entre eux forment une barre galactique, aussi appelée barre, d'une forme inhabituelle.

écrou de l'espace

L'étude du centre du système dans le domaine des grandes longueurs d'onde a permis d'obtenir une image infrarouge détaillée. Notre galaxie, il s'est avéré, dans le noyau a une structure ressemblant à une cacahuète dans une coquille. Cette "noix" est le sauteur, qui comprend plus de 20 millions de géantes rouges (étoiles brillantes, mais moins chaudes).

Les bras en spirale de la Voie lactée divergent des extrémités de la barre.

Les travaux associés à la découverte d'une «cacahuète» au centre d'un système stellaire ont non seulement éclairé la structure de notre Galaxie, mais ont également aidé à comprendre comment elle s'est développée. Initialement, dans l'espace de l'espace, il y avait un disque ordinaire, dans lequel un cavalier s'est formé au fil du temps. Sous l'influence de processus internes, la barre a changé de forme et a commencé à ressembler à une noix.

Notre maison sur la carte de l'espace

Une activité active se produit à la fois dans la barre et dans les bras spiraux de notre Galaxie. Ils ont été nommés d'après les constellations où les branches des branches ont été découvertes : les bras de Persée, du Cygne, du Centaure, du Sagittaire et d'Orion. Près de ce dernier (à une distance d'au moins 28 000 années-lumière du noyau) se trouve le système solaire. Cette zone présente certaines caractéristiques, selon les experts, qui ont rendu possible l'émergence de la vie sur Terre.

La galaxie et notre système solaire tournent avec elle. Les modèles de mouvement des composants individuels ne coïncident pas dans ce cas. les étoiles font parfois partie des branches spirales, puis s'en séparent. Seuls les luminaires situés à la limite du cercle de corotation ne font pas de tels "voyages". Ceux-ci incluent le Soleil, protégé des processus puissants qui se déroulent constamment dans les bras. Même un léger changement annulerait tous les autres avantages pour le développement des organismes sur notre planète.

Ciel en diamants

Le soleil n'est qu'un des nombreux corps similaires qui remplissent notre galaxie. Les étoiles, seules ou groupées, totalisent plus de 400 milliards selon les dernières données.La Proxima Centauri la plus proche de nous fait partie d'un système à trois étoiles, avec Alpha Centauri A et Alpha Centauri B, légèrement plus éloignées. le ciel nocturne, Sirius A, est situé dans Sa luminosité, selon diverses sources, dépasse celle du soleil de 17 à 23 fois. Sirius n'est d'ailleurs pas seul, il est accompagné d'un satellite portant un nom similaire, mais étiqueté B.

Les enfants commencent souvent à se familiariser avec ce à quoi ressemble notre Galaxie en cherchant dans le ciel l'étoile polaire ou Alpha Ursa Minor. Il doit sa popularité à sa position au-dessus du pôle Nord de la Terre. En termes de luminosité, Polaris dépasse largement Sirius (presque deux mille fois plus brillant que le Soleil), mais il ne peut contester les droits d'Alpha Canis Major au titre de plus brillant en raison de son éloignement de la Terre (estimé de 300 à 465 années-lumière ).

Types de luminaires

Les étoiles ne diffèrent pas seulement par leur luminosité et leur distance par rapport à l'observateur. Chacun se voit attribuer une certaine valeur (le paramètre correspondant du Soleil est pris comme unité), le degré de chauffage de surface, la couleur.

Les tailles les plus impressionnantes sont les supergéantes. Les étoiles à neutrons ont la plus forte concentration de matière par unité de volume. La caractéristique de couleur est inextricablement liée à la température :

  • les rouges sont les plus froids ;
  • le chauffage de la surface à 6 000º, comme celui du Soleil, donne lieu à une teinte jaune ;
  • les luminaires blancs et bleus ont une température de plus de 10 000º.

Il peut changer et atteindre un maximum peu de temps avant son effondrement. Les explosions de supernova contribuent énormément à comprendre à quoi ressemble notre Galaxie. Les photographies de ce processus prises par les télescopes sont étonnantes.
Les données recueillies sur leur base ont permis de reconstituer le processus qui a conduit à l'éruption et de prédire le sort d'un certain nombre de corps cosmiques.

Avenir de la Voie Lactée

Notre Galaxie et d'autres galaxies sont constamment en mouvement et interagissent. Les astronomes ont découvert que la Voie lactée a englouti à plusieurs reprises ses voisines. Des processus similaires sont attendus à l'avenir. Au fil du temps, il comprendra le Nuage de Magellan et un certain nombre de systèmes nains. L'événement le plus impressionnant est attendu dans 3 à 5 milliards d'années. Ce sera une collision avec le seul voisin visible de la Terre à l'œil nu. En conséquence, la Voie lactée deviendra une galaxie elliptique.

Les étendues infinies de l'espace sont incroyables. Il est difficile pour le profane de réaliser l'ampleur non seulement de la Voie lactée ou de l'Univers entier, mais même de la Terre. Cependant, grâce aux réalisations de la science, nous pouvons imaginer au moins approximativement quelle partie du monde grandiose nous sommes.