Biała wstęga Drogi Mlecznej

Spójrzcie na niebo dzisiejszej nocy. Jeśli nie będzie przesłonięte chmurami, dostrzeżecie mniej lub bardziej jednolity kobierzec gwiazd. Każda część firmamentu wydawać się będzie jednolicie usiana gwiazdami. Jest to jednak tylko złudzenie. Spojrzenie przez teleskop lub choćby jedynie przez lornetkę ujawni, że gwiazdy tworzą skupiska zwane gromadami. Często kształtem przypominają piłkę, dlatego nazwano je gromadami kulistymi. Te pozornie blisko siebie leżące miliony gwiazd tworzące gromadę kulistą zaliczane są do starych, świecących czerwonawym blaskiem.

W ciemną noc, kiedy niebo jest czyste, daje się na nim dostrzec niewyraźną białą wstęgę, rozciągającą się od horyzontu do horyzontu. Nazwano ją Drogą Mleczną. Jej delikatna, ledwie dostrzegalna poświata powodowana jest przez wielkie nagromadzenie słabo świecących gwiazd niedostrzegalnych gołym okiem. Informację tę zawdzięczamy Galileuszowi, który jako pierwszy przyglądał się przez teleskop Drodze Mlecznej.

Gwiazdy — jak już wspomniano — nie są rozproszone równomiernie po niebie. Przeciwnie, zdają się skupiać, tworząc układ przypominający kształtem dysk, w którego obrębie znalazły się Słońce i Układ Słoneczny. Obserwując nieboskłon w kierunku prostopadłym do dłuższej osi owego dysku dostrzeżecie stosunkowo mało gwiazd. Kiedy jednak oś obserwacji będzie zgodna z płaszczyzną dysku, wtedy zaobserwuje się ich wielkie nagromadzenie. Ów świetlisty pas nosi właśnie nazwę Drogi Mlecznej.

Gromady kuliste tworzą stare, czerwone, ciasno skupione gwiazdy. Już niewielki teleskop pozwoli dostrzec najjaśniejsze gromady kuliste. Wiele z nich leży po stronie gwiazdozbioru Strzelca, który w Polsce widoczny jest tylko latem .

Droga Mleczna jest niewyraźną, białawą wstęgą utworzoną przez światło pochodzące od wielkiej liczby odległych gwiazd niewidocznych gołym okiem. Owo świetliste pasmo rozciąga się przez cały nieboskłon. Na półkuli północnej przecina ono gwiazdozbiory Kasjopei i Łabędzia, na południowej — Strzelca i Krzyż Południa. Nagromadzenie gwiazd w tej wstędze wskazuje, że uformowały one system w kształcie dysku, obejmujący nasze Słońce i Układ Słoneczny.



Droga Mleczna - nasza galaktyka

Z obserwacji Drogi Mlecznej możemy wydedukować, że Słońce, a zatem i jego układ planetarny, należą do systemu mającego kształt dysku, uformowanego przez wielką liczbę gwiazd. Ów system nazywamy galaktyką. Nasza galaktyka, lub po prostu Galaktyka pisana z dużej litery, ochrzczona została mianem Drogi Mlecznej, tym samym, które nadano świetlistemu pasmu, które obserwujemy na niebie. Wyrażając się precyzyjniej powiadamy, że Słońce należy do Galaktyki lub Układu Drogi Mlecznej. Jest w niej jedną z setek miliardów gwiazd.

Większość gwiazd naszej galaktyki skupiona jest w szerokim, płaskim obszarze zwanym dyskiem galaktycznym. Słońce znajduje się z dala od jego centrum, mniej więcej w odległości 30.000 lat świetlnych, blisko krawędzi galaktycznego dysku. Z Układu Słonecznego daje się dostrzec jedynie najbliżej leżące gwiazdy, ponieważ obłoki materii międzygwiazdowej skutecznie pochłaniają światło, uniemożliwiając zaobserwowanie jasnego centrum galaktyki.

Gwiazdy tworzące dysk krążą po mniej lub bardziej kolistych orbitach wokół centrum galaktyki. Słońcu na przykład potrzeba aż 220 milionów lat na wykonanie pełnego obrotu wokół Galaktyki. Od chwili powstania nasza gwiazda wykonała ponad 20 takich galaktycznych podróży.

Nasza galaktyka przypomina wyglądem spiralę. Gwiazdy powstają w ramionach tej spirali.

Układ Drogi Mlecznej poza emitowaniem światła widzialnego wypromieniowuje także fale radiowe, szczególnie intensywne wzdłuż dłuższej osi dysku galaktycznego.

Wielkie nagromadzenie gwiazd i obłoków gazu oraz pyłu stworzyło dysk naszej galaktyki — Drogę Mleczną.

Dysk Drogi Mlecznej ma średnicę ponad 100 000 lat świetlnych. W środku dysku znajduje się tak zwane zagęszczenie centralne lub inaczej jądro, stanowiące centrum Galaktyki. Dysk galaktyczny przybrał formę spirali, którą jednak trudno dostrzec znajdując się wewnątrz Układu Drogi Mlecznej. Spirala ma prawdo podobnie 4 ramiona wychodzące z jądra. Występuje w nich wielkie nagromadzenie młodych gwiazd. Słońce także znajduje się w jednym z takich spiralnych ramion.


Mgławice pyłowe i gazowe

Gwiazdy w dysku galaktycznym są stosunkowo młode, ponieważ w tej części Galaktyki — w jej spiralnych ramionach — nieustannie powstają nowe gwiazdy. Tworzą się z materii istniejącej w przestrzeni, głównie wodoru i małych cząstek pyłu. Jednak około 10% materii w Galaktyce nie bierze udziału w formowaniu gwiazd, istnieje w formie materii międzygwiazdowej.

To za sprawą wspomnianych gazów i pyłów zawieszonych w przestrzeni nie udaje się nam obserwować gwiazd leżących dalej niż kilka tysięcy lat świetlnych od Ziemi. Pył pochłania większość światła widzialnego i uniemożliwia, na przykład, swobodny wgląd w centrum Galaktyki.

W normalnych warunkach nie daje się natomiast dostrzec gazu międzygwiazdowego. Kiedy jednak zostanie ogrzany promieniowaniem jasnej gwiazdy, zaczyna emitować różowe światło, charakterystyczne dla wodoru. Lśniący gaz tworzy mgławice, w których znajdują się młode, jasne gwiazdy, dzięki których energii zaczął sam świecić.

Obszar wokół gwiazdy Rho Ophiuci charakteryzuje wielkie bogactwo rozmaitych typów mgławic. Obserwujemy tam ciemną mgławicę utworzoną z pyłu, który pochłania światło gwiazd leżących poza nią; rozmaite niebiesko zabarwione mgławice odbijają światło gwiazd; gorące mgławice gazowe mają charakterystyczne różowe zabarwienie. Jest tam też gromada kulista, w której powstają nowe gwiazdy.

Sąsiednie galaktyki

Co znajduje się poza Drogą Mleczną? Przez wiele lat sądzono, że nic, pustka, że Galaktyka, czyli Droga Mleczna, jest całym Wszechświatem.

Wiedziano jednak, że rozmaite mgławicowe obiekty dostrzegane na firmamencie mają zdumiewające, spiralne kształty. Najbardziej znany leżał w gwiazdozbiorze Andromedy. Niektórzy astronomowie zaczęli nawet podejrzewać, że ów mgławicowy twór może być galaktyką podobną do naszej, bardzo, bardzo jednak oddaloną.

Teleskop na Mount Palomar stał się dla uczonych narzędziem umożliwiającym bliższe poznanie tego zamglonego obiektu w gwiazdozbiorze Andromedy. Okazało się, że jest on rzeczywiście galaktyką położoną w odległości 2 milionów lat świetlnych od Ziemi. Dziś wiemy, że we Wszechświecie, w zasięgu naszych obserwacji, istnieje około biliona galaktyk! Każda mniej lub bardziej przypomina naszą Drogę Mleczną i zbudowana jest z miliardów, miliardów gwiazd!

Obłoki Magellana są dwiema małymi galaktykami, jakby “satelitami" naszej Drogi Mlecznej (stąd nazwa galaktyki satelitarne).

Grupa galaktyk znajdujących się najbliżej Drogi Mlecznej zwana jest Układem Lokalnym.

Mgławica Andromedy jest w rzeczywistości dużą, spiralną galaktyką, podobną do naszej Drogi Mlecznej, leżącą stosunkowo blisko. Oprócz niej w sąsiedztwie Układu Drogi Mlecznej istnieje kilka innych galaktyk, które razem tworzą Układ Lokalny. Jego dwaj najważniejsi członkowie, to Droga Mleczna i Andromeda — wielkie spiralne galaktyki. Pozostałe są dużo mniejsze, a dały się zaobserwować jedynie dzięki położeniu w “niewielkiej" odległości.



Kształty galaktyk

Nie możemy przyjrzeć się Galaktyce z zewnątrz, trudno więc orzec, jak dokładnie wygląda. Wiemy jednak, że jest podobna do galaktyki Andromedy, będącej tworem spiralnym. Dalece nie wszystkie galaktyki przypominają Andromedę. Obłoki Magellana na przykład są galaktykami niewielkimi, nieregularnie ukształtowanymi, bez jakiejś szczególnej formy.

Wiele innych galaktyk przybrało kształt owalny. Nazywamy je eliptycznymi. Brak im ramion, tak charakterystycznych dla galaktyk spiralnych. Ich gwiazdy tworzą kształtny owal, zwykle świecą na czerwono, są więc stare.

Galaktyki eliptyczne, jako całość, nie wirują, choć budujące je gwiazdy przemieszczają się po wydłużonych orbitach wokół centrum galaktyki. Galaktyki tego typu wydają się być stare i wysoce zorganizowane, nic jednak nie wiemy o ich pochodzeniu.

Galaktyki spiralne wyraźnie odróżniają się od eliptycznych. Gwiazdy budujące taką spiralę są jaśniejsze i ułożone na kształt płaskiego dysku, posiadającego kilka ramion, jakby na podobieństwo kołowrotka. Ramiona te mogą wychodzić wprost z jądra galaktyki lub z krótkiej poprzeczki figurującej w jej centrum. W tym drugim przypadku mamy do czynienia z galaktyką spiralną z poprzeczką.

Galaktyki dają się pod względem kształtu zaklasyfikować do rozmaitych grup. Naukowy podział obejmuje: galaktyki eliptyczne, spiralne zamknięte, spiralne otwarte, spiralne z poprzeczką zamknięte i spiralne z poprzeczką otwarte.

Galaktyki eliptyczne mają kształt owalny. Gwiazdy w galaktykach spiralnych są zgrupowane w płaskim dysku, posiadającym kilka spiralnie zwiniętych ramion, w których nieustannie trwają procesy powstawania nowych gwiazd z materii międzygwiazdowej, głównie gazu i pyłu. Galaktyki spiralne wirują wokół swego centrum, jednak nie w jednakowy sposób: gwiazdy bliskie środka poruszają się szybciej niż te położone na peryferiach.



Gromady galaktyk

Astronomowie powiadają, że jak na warunki kosmiczne galaktyki położone są stosunkowo blisko siebie. Na przykład nasza Droga Mleczna ma średnicę około 100 000 lat świetlnych, blisko zaś spokrewniona z nią galaktyka Andromedy leży w odległości zaledwie 20 razy większej, tj. 2 000 000 lat świetlnych. Obłoki Magellana leżą jeszcze bliżej. Można więc rzec, że niektóre z nieodległych galaktyk “prawie się dotykają". Dla porównania: gwiazdy budujące galaktyki — w stosunku do własnej wielkości — są od siebie bardzo, bardzo oddalone.

Nic zatem dziwnego, że galaktyki się często zderzają. Co więcej, wcale nie musi dojść do zderzenia, by galaktyki wzajemnie się zmieniały. Mogą na siebie oddziaływać za sprawą grawitacji. Niektórzy astronomowie są nawet przekonani, że spiralne ramiona charakteryzujące wiele galaktyk są właśnie wynikiem zakłóceń grawitacyjnych, powodowanych przez inne galaktyki. Galaktyki cechuje skłonność do skupiania się w grupy. W ten sposób powstają tak zwane gromady galaktyk. Taką gromadą jest na przykład Układ Lokalny, obejmujący Drogę Mleczną. Czasem za sprawą grawitacji gromady tak zbliżają się do siebie, że powstają ogromne supergromady, największe struktury, jakie kiedykolwiek istniały we Wszechświecie.

Do zderzenia galaktyk dochodzi wtedy, gdy zbliżą się na tyle blisko, by ulec wzajemnemu oddziaływaniu grawitacyjnemu.

Z chwilą rozpoczęcia takiego oddziaływania, gwiazdy położone na peryferiach galaktyk zostają z nich “wyrwane".

Oddalają się po zakrzywionym torze na znaczne odległości od macierzystych galaktyk.

W rezultacie pasma takie wychodzące z obu galaktyk upodobniają się do ramion przyklejonych z zewnątrz do jąder galaktyk.

Kiedy dwie galaktyki zbliżą się do siebie, to za sprawą przyciągania ich wygląd może ulec drastycznemu przeobrażeniu. Wiele galaktyk ma dziwaczne, pierścieniopodobne kształty lub długie ramiona, będące następstwem zderzenia. Ponieważ gwiazdy w galaktykach są bardzo oddalone, przeto same galaktyki mogą wzajemnie przez siebie przeniknąć bez jakichkolwiek gwiezdnych zderzeń.


Przyszłość Wszechświata

W pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu Wszechświat rozszerzał się z wielką prędkością. Obecnie jest ona już znacznie mniejsza. Dlaczego tak się stało?

Odpowiedzialna za to jest grawitacja. Galaktyki bowiem wzajemnie się przyciągają, a siła ta była większa, kiedy leżały stosunkowo niedaleko od siebie. Dziś, gdy odległości międzygalaktyczne niepomiernie wzrosły, owo wzajemne przyciąganie osłabło, zatem i mniejsza jest prędkość rozszerzania się Wszechświata.

Czemu interesujemy się spowolnieniem ekspansji Wszechświata? Otóż jego przyszłość zależy właśnie od przebiegu tego zjawiska. Zdaniem naukowców przyszły bieg wydarzeń może mieć dwojaki charakter.

Możliwe, że ekspansja Wszechświata, choć coraz wolniejsza, nigdy nie ustanie. Jego wygląd przez kolejne miliardy lat zmieniał się będzie w niewielkim stopniu. Później, w miarę umierania kolejnych galaktyk i nie powstawania nowych gwiazd, będzie coraz słabszy i chłodniejszy. Taki Wszechświat nazwano mianem otwartego.

Z drugiej strony jest też możliwe, że siła grawitacji będzie na tyle silna, by w pewnym momencie powstrzymać rozszerzanie się Wszechświata. Po wielu miliardach lat osiągnie swe największe rozmiary, a następnie zacznie się kurczyć coraz szybciej i szybciej, by w końcu zakończyć istnienie wielką implozją. Taki Wszechświat przyjęto nazywać zamkniętym.

Przyszłość Wszechświata zależy od siły przyciągania. Jeśli zatem we Wszechświecie istnieje wystarczająca ilość materii, również wystarczająco duża będzie grawitacja, by powstrzymać jego ekspansję. Większość naukowców jednak sądzi, że rozszerzanie się Wszechświata nigdy nie ustanie. Aby zaczął się w przyszłości kurczyć, musiałby zawierać 10 razy więcej materii niż wynika z obecnych obliczeń. Nie można jednak wykluczyć, że w przestrzeni istnieją duże ilości nieodkrytej jeszcze czarnej materii.

O ile nie można mieć pewności co do przyszłości Wszechświata, o tyle przyszłość Ziemi jest jednoznacznie określona przez Słońce. W ciągu 5 miliardów lat wypali ono cały wodór zawarty w jądrze, a następnie zacznie się powiększać, by zamienić w czerwonego olbrzyma. Widziane wtedy z Ziemi będzie zajmowało wielką część nieboskłonu. Nadmierne ilości ciepła sprawią, że wyparują oceany i zniknie atmosfera ziemska. Oznaczać to będzie koniec Ziemi jako zamieszkanej planety.



Źródło  - http://adk.astronet.pl/galaktyki.shtml