счет звезд в нашей галактике идет на
Сколько звезд в Млечном Пути
Если у вас есть возможность любоваться темным небом, тогда перед вами открывается невероятная звездная коллекция. Из любого места доступно для обзора 2500 звезд Млечного Пути без использования техники и 5800-8000, если под рукою припрятан бинокль или телескоп. Но это лишь малая часть их количества. Так, сколько звезд в галактике Млечный Путь?
Ученые полагают, что общее число звезд в Млечном Пути колеблется от 100-400 миллиардов, хотя находятся и те, кто поднимает отметку до триллиона. Откуда такие различия? Дело в том, что нам открыт обзор изнутри и есть места, скрытые от земной зоны видимости.
Галактическая структура
Данная фотография Хаббла показывает лишь крошечный участок неба
Начнем с того, что Солнечная система расположена в галактическом диске спирального типа, с протяжностью в 100000 световых лет. Мы отдалены от центра на 30000 световых лет. То есть, между нами и противоположной стороной находится огромная пропасть.
Художественная интерпретация структуры Млечного Пути
Дальше возникает еще одна сложность наблюдения. Одни звезды ярче других и порой их свет затмевает соседей. Наиболее отдаленные звезды, доступные невооруженным глазом, расположены на дистанции в 1000 световых лет. Млечный Путь переполнен ослепительными огнями, но многие из них скрываются за газовой и пылевой дымкой. Именно этот вытянутый след называют «молочным».
Наблюдению открыты звезды в нашем галактическом «районе». Представьте, что вы попали на вечеринку в помещение, где вся площадь забита людьми. Вы стоите в одном углу и вас просят назвать точное количество присутствующих. Но это не все. Один из гостей включает дымовую машину, и вся комната заполняется густым туманом, закрывая от вас всех, кто стоит дальше. А теперь считайте!
Методы визуализации количества звезд
Но паниковать не стоит, ведь всегда есть лазейки. Инфракрасные камеры позволяют пробраться сквозь пыль и дым. Среди подобных проектов можно вспомнить телескоп Спитцер, COBE, WISE и Германская космическая обсерватория.
Все они появились в последний десяток лет, чтобы изучить пространство в инфракрасных длинах волн. Это помогает отыскать скрытые звезды. Но и это не позволяет увидеть всего, поэтому ученые вынуждены производить расчеты и выдвигать предположительные цифры. Наблюдения начинаются со звездных орбит на галактическом диске. Благодаря этому вычисляется орбитальная скорость и период вращения (движения) Млечного Пути.
Выводы о том сколько звезд в Млечном Пути
На одно вращение вокруг галактического центра у Солнечной системы уходит 225-250 миллионов лет. То есть, скорость галактики – 600 км/с.
Инфракрасный снимок Млечного Пути, созданный космическим телескопом Спитцер.
Далее определяется масса (гало темной материи – 90%) и высчитывается средняя масса (изучают массы и типы звезд). В итоге выходит, что средняя оценка количества звезд галактики Млечный Путь – 200-400 миллиардов небесных тел.
Будущие технологии позволят отыскать каждую звезду. Или же зонды смогут достигать невероятных расстояний и снимут галактику с «севера» – над центром. А пока мы можем полагаться только на математические расчеты.
Сколько звезд в Млечном Пути?
Млечный Путь сфотографирован над пустыней Атакама, Чили, где расположено несколько крупных обсерваторий. Невооруженным глазом видна лишь небольшая часть звезд, населяющих нашу Галактику. Большинство из них сгруппированы вместе в белом облаке этой большой змеи из звезд, нечетких по отдельности, а также скрытых облаками пыли.
В Млечном Пути впечатляющее количество звезд, но большинство из них не видны невооруженным глазом, а даже с правильным оборудованием их все равно невозможно сосчитать!
Знаете ли вы, что каждый год в Млечном Пути, нашей Галактике, рождается около семи новых звезд? Если невооруженным глазом взглянуть на чистое небо и в зоне, идеально подходящей для такого наблюдения, можно сосчитать около 3000. Но это ничто по сравнению с общим количеством звезд, присутствующих в нашей Галактике!
Надо знать, что это число настолько велико, что сосчитать все просто невозможно: поэтому речь идет об оценках. Действительно, многие слишком далеки, слишком малы или недостаточно светятся. Некоторые даже скрыты за облаками пыли. Но как астрономы оценивали количество звезд в Млечном Пути?
Исследователи фактически основывались на массе звезд, но возникшая проблема заключалась в следующем: Млечный Путь состоит не только из звезд, но и из планет, черных дыр, пылевых облаков, комет, астероидов, темной материи и т.д.
После нескольких вычислений, направленных на выявление общей массы звезд, число было оценено в очень широком диапазоне: от 100 до 400 миллиардов масс Солнца! В 1995 году космический телескоп Хаббла сделал 23 миллиона снимков космоса, что позволило НАСА оценить количество звезд в Млечном Пути примерно в 200 миллиардов.
Однако следует отметить, что все звезды не являются желтыми карликами, как наше Солнце. Вы должны знать, что коричневые карлики и красные карлики наиболее многочисленны, в то время как массивные и горячие звезды гораздо реже.
Сколько звёзд в Млечном Пути?
Млечный Путь – это галактика, в которой находится Земля, Солнечная система и все остальные звёзды, видимые невооружённым глазом. Но сколько звёзд в Млечном Пути?
“Это очень сложный вопрос. Нельзя просто сидеть и считать звёзды в галактике”, – сказал Дэвид Корнрайх, доцент Итака-колледжа в Нью-Йорке. Он был основателем сообщества “Спроси астронома” в Корнельском университете.
В галактике Андромеды, которая расположена на расстоянии 2,3 миллиона световых лет от Земли, находятся достаточно яркие, самые большие звёзды и несколько переменных звёзд (переменные цефеиды), которые с такого расстояния можно увидеть только в телескопы. Нам будет трудно увидеть звезду размером с Солнце. Астрономы оценивают количество звёзд в галактике, используя некоторые из приведённых ниже методов.
Структура Млечного Пути
Из наблюдений астрономы знают, что Млечный Путь классифицируется как спиральная галактика с перемычкой. В ядре Млечного Пути сосредоточено подавляющее число звёзд галактики. Звёздный диск галактики имеет структуру в виде спиральных ветвей (рукавов), двух больших и двух второстепенных. Основные рукава Млечного Пути известны как рукава Персея и Стрельца. Шарообразное утолщение в середине диска получило название балдж (англ. bulge – вздутие) – наиболее плотная и компактная центральная часть галактики.
Ядро галактики скрыто от нас газопылевыми облаками и звёздами. Оно обладает очень высокой активностью и излучает в радио-, инфракрасном и рентгеновском диапазонах длин волн. Масса ядра оценивается в несколько десятков миллионов масс Солнца. Исследование процессов, происходящих в центральной области галактики, позволяет предположить, что в ядре расположена сверхмассивная чёрная дыра. Часть звёзд нашей галактики не входит в состав диска, а образует сферическую составляющую – звёздное гало, радиус которого не менее 20 кпк. Гало окружено очень разряженной и большой по размерам (50-60 кпк) внешней частью галактики – короной. Солнечная система в галактике находится далеко от центра – на расстоянии около 8 кпк – и располагается в одном из двух второстепенных рукавов, который называется Рукав Ориона.
Раньше астрономы думали, что все звёзды во Вселенной находятся внутри Млечного Пути, но это изменилось в 1920-х годах. Астроном Эдвин Хаббл использовал звезду, называемую переменной цефеиды, для измерения расстояний в космосе. Благодаря этому астрономы узнали, что во Вселенной есть целые галактики, отделённые от Млечного Пути.
Массовое расследование
Основной способ оценки количества звёзд в галактике – определение массы галактики. Масса оценивается по тому, как галактика вращается, а также по её спектру с помощью спектрографов.
Все галактики удаляются друг от друга, и их свет смещается к красному концу спектра, потому что при удалении длины световых волн увеличиваются. Это называется “красное смещение”. Однако во вращающейся галактике имеется область, которая будет сильнее «смещена в синий цвет», потому что эта область движется к Земле.
“Прежде чем делать оценку, астрономы должны знать наклон или ориентацию галактики”, – сказал Корнрайх.
Для выполнения этого типа работы лучше всего подходит метод, называемый “спектроскопия с длинной щелью”. Здесь удлинённый объект, такой как галактика, рассматривается через удлиненную щель, а свет преломляется с помощью такого устройства, как призма. Это разбивает свет звёзд на цвета радуги.
Некоторые из этих цветов будут отсутствовать, отображая те же “образцы” недостающих частей, что и определённые элементы периодической таблицы. Это позволяет учёным выяснить, какие элементы находятся в звёздах. Каждый тип звёзд имеет уникальный химический отпечаток, который можно увидеть в телескопы. (Это основа последовательности OBAFGKM, которую астрономы используют для различия типов звёзд).
Любой телескоп может выполнять такую спектроскопическую работу. Корнрайх часто использует 200-дюймовый телескоп Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института.
Космический телескоп Хаббл (слева) имеет 2,4-метровое зеркало и телескоп Джеймса Уэбба, имеющий 6,5-метровое зеркало. Авторы и права: NASA.
Так как в атмосфере Земли происходит рассеяние из-за светового загрязнения, а также из-за природных явлений – даже таких простых вещей, как закат, идеальным было бы использовать телескоп на орбите. Космический телескоп “Хаббл” является одной из обсерваторий такого типа. Ожидается, что в 2021 году будет запущена обсерватория следующая поколения: космический телескоп Джеймса Уэбба. Проблема, однако, заключается в том, что Хаббл пользуется большим спросом — и то же самое ожидается от Уэбба после его запуска. Таким образом, обсерватории не могут тратить все свое время на оценку массы галактик.
Какую массу составляют звёзды?
Между разными галактиками одинаковой массы могут быть различия в типах звёзд и общей массе. Корнрайх сказал, что есть одно отличие при рассмотрении эллиптических и спиральных галактик. В эллиптических галактиках больше жёлтых и красных звёзд, чем в спиральных галактиках. Эллиптические галактики вращаются очень медленно, практически не имеют газа, пыли и молодых звёзд высокой светимости.
После определения массы галактики возникает ещё одна сложная задача – выяснить, какая часть этой массы состоит из звёзд. Большая часть массы будет состоять из тёмной материи, которая не излучает света.
“Вы должны смоделировать галактику и посмотреть, сможете ли вы понять, каков процент этой массы составляют звёзды”, – сказал Корнрайх.
В типичной галактике, если вы измеряете её массу, глядя на кривую вращения, около 90 процентов этой галактики составляет тёмная материя.
Это изображение эллиптической галактики Мессье 89 представляет собой совокупность отдельных снимков, полученных с помощью камеры WFPC2 телескопа “Хаббл” с использованием двух фильтров для различных длин волн. Авторы и права: NASA / ESA / Hubble / S. Faber et al.
По оценке Корнрайха, поскольку большая часть оставшегося “вещества” в галактике состоит из рассеянного газа и пыли, около 3 процентов массы галактики будут составлять звёзды, но это значение может варьироваться. Кроме того, размер самих звёзд может сильно отличаться от размера нашего Солнца до нескольких десятков раз в ту или иную сторону.
Так есть ли способ точно определить, сколько звёзд в галактике? В конце концов, всё сводится к оценке. Согласно одному расчёту, Млечный Путь имеет массу около 100 миллиардов солнечных масс, поэтому проще всего перевести это в 100 миллиардов звёзд. Следует учитывать звёзды, которые были бы больше или меньше нашего Солнца. Однако массу вычислить сложно – по другим оценкам, масса галактики составляет от 400 до 700 миллиардов солнечных масс.
Задача телескопа Gaia (ЕКА) заключается в том, чтобы составить карту расположения примерно 1 миллиарда звёзд в Млечном Пути. ЕКА заявляет, что Gaia нанесёт на карту 1 процент звёздного содержимого в Млечном Пути, что составляет общее количество звёзд в нашей галактике. Цель Gaia – создать лучшую трёхмерную карту Млечного Пути.
По словам Корнрайха, следует обратить внимание на то, что эти числа являются приблизительными. Более продвинутые модели могут сделать приближение более точным, но будет очень сложно сосчитать звёзды одну за другой и точно сказать, сколько их в галактике.
Какое количество звезд в нашей галактике Млечный Путь?
Мы привыкли к тому, что Земля является частью Солнечной системы. Однако само Солнце входит в огромное объединение звезд, которое называется галактикой Млечный Путь. Сколько же в нашей галактике звезд?
Различные оценки говорят о том, что в Млечном Пути находится от 200 до 400 млрд звезд. Точное их количество невозможно подсчитать хотя бы по той причине, что одни звезды умирают, а другие только рождаются. Ещё одна проблема связана с тем, что не каждое небесное тело можно однозначно отнести к звездам. В нашей галактике находится около 100 млрд коричневых карликов. В недрах этих объектов, как и в звездах, протекают термоядерные реакции, а вокруг них могут вращаться планеты. Однако мощность их термоядерных реакций столь мала, что многие астрономы не считают коричневые карлики звездами. Проще говоря, граница между «настоящими» звездами и субзвездными объектами слишком размыта.
Надо заметить, что с космической точки зрения 400 млрд звезд в Млечном Пути – довольно скромная цифра. С одной стороны, есть множество мелких галактик, содержащих около миллиарда звезд, а в мельчайшей галактике Segue 2 находится только 1000 звезд. С другой стороны, ближайшая к нам галактика Андромеды состоит уже из 1 триллиона звезд. Самые же крупные галактики, известные на сегодня человечеству, содержат более 100 трлн звезд!
На самом деле большинство звезд Млечного Пути сегодня недоступны для нашего наблюдения. Дело в том, что значительную их часть составляют красные карлики, которые отличаются низкой яркостью. Как же астрономы оценили число звезд в галактике? Во-первых, можно подсчитать среднюю плотность звезд, наблюдаемых вблизи Солнца, и аппроксимировать результат на всю галактику. Во-вторых, теории предсказывают, каково должно быть соотношение между количеством больших, то есть видимых, и малых, то есть невидимых звезд. Наконец, у астрономов есть оценки общей массы галактики. Все вместе эти данные и позволяют получить цифру 200-400 млрд звезд.
Список использованных источников
Какое примерное количество звезд существует во Вселенной?
Откровенно говоря, подсчитать число звезд во Вселенной просто невозможно, ведь большая их часть находится так далеко от нас, что мы не можем их наблюдать. И всё же можно дать очень грубую оценку количество звезд в нашем мире.
Наша галактика, Млечный Путь, содержит около 400 млрд звезд (хотя и это всего лишь оценка). Есть как более мелкие галактики, содержащие лишь тысячу звезд, так и гиганты, состоящие из 100 трлн звезд. Примем для круглого счета, что в «средней» галактике содержится около триллиона звезд.
Ещё одна оценка говорит, что в наблюдаемой нами части Вселенной может находиться до 2 трлн галактик. Перемножая число галактик на число звезд в каждой из них, получим число звезд в наблюдаемой нами Вселенной:
1 000 000 000 000 х 2 000 000 000 000 = 2 000 000 000 000 000 000 000 000
То есть во Вселенной есть около 2•10 24 звезд! Для обозначения числа с 24 нулями используется слово «септиллион», то есть во вселенной порядка двух септиллионов звезд. Важно отметить, что речь идет только о наблюдаемой Вселенной. Нам для наблюдения доступна лишь ее часть радиусом 46 млрд лет. Реальные же размеры Вселенной человечеству неизвестны и, вероятно, мы их вообще никогда не узнаем.
Полученная нами оценка просто невероятна велика. Если взять 2 септиллиона зернышек мака и выложить их в ряд, то получится линия, чья длина будет равна диаметру Млечного Пути. Примерно 2 септиллиона молекул воды содержится в заполненной стопке (50-миллимитровом стакане). Вся наша Земля имеет массу около 6 септиллионов кг.
Важно понимать условность полученной оценки. С земли для нашего наблюдения недоступно большинство галактик, образующих Вселенную. Тем более мы не можем видеть отдельные звезды, из которых эти галактики состоят. Полученная цифра получена простой экстраполяцией тех данных, которые мы можем собрать, изучая космос вблизи Земли. Естественно, нет гарантий, что такой подсчет является верным. Так что реальной число звезд во вселенной может быть и в тысячу, и в миллион раз больше.
Список использованных источников