Galaksija

[причалица]

I same protogalaksije su se sažimale ka svom centru pod dejstvom svoje sopstvene gravitacije. Svaka čestica materije gravitaciono utiče na sve ostale čestice, ali rezultanta svih takvih privlačenja je sažimanje oblaka materije ka svom centru.

Dakle, zapremina oblaka se smanjuje, a tada na scenu stupa zakon održanja ugaonog momenta obrtanja i sa smanjenjem zapremine spororotirajuci oblak počinje brže da se obrće (u literaturi na ovom mestu je neizbežno poređenje sa klizačicom koja se obrće sve brže što ruke više privlači sebi).

Ali sa brzim obrtanjem raste centrifugalna sila koja sa svoje strane tera čestice od centra rotiranja. Konačno, rezultat uravnoteženja svih kinetičkih sila jeste razvlačenje nekada loptastog oblaka u disk. Ili, ako ne u disk ono bar u neku stišnjenu kuglu.

[причалица]

Sve što se nalazi unutar ove stišnjene kugle vremenom uredi svoje kretanje prema opštem proseku. U sudarima i pod gravitacionim dejstvom svih formi materije sve konačno počne da se kreće uniformno.

Ali zvezde koje su se formirale u spoljnim oblastima protogalaksija nemaju gotovo nikakvu priliku da se sudare. One se kreću kroz ogromna, daleka i pusta prostranstva i izložena su jedino opštem dejstvu gravitacije galaksije. Te zvezde se tvrdoglavo i danas kreću po svojim starim putanjama sasvim različitim od putanja zvezda iz unutrašnjosti diska.

Prepoznajemo ih po njihovom siromašnom sastavu pošto su nastale u doba kada su postojali samo laki elementi. Često se kreću u jatima od nekoliko stotina do nekoliko miliona zvezda. Jedna takva je M13, koja se sredinom leta teleskopom lepo vidi iz nasih krajeva.

[причалица]

To su inače najstarije zvezde koje uopšte postoje (destak milijardi godina) i one su svedoci najranijih dana galaksije. Kreću se na nekih desetak hiljada svetlosnih godina iznad i ispod diska galaksije, u prostoru za koji se dugo verovala da je sasvim pust i prazan. Međutim, oderđeno, dosta snažno gravitaciono dejstvo, daleko veće od gravitacionog dejstva spoljnih zvezda, se očitava u ovim oblastima i astronomi danas čvrsto veruju da su ti daleki prostori dobro popunjeni tamnom materijom.

[причалица]

Posmatrajući galaksije i mereći njihove udaljenosti od nas, tj. od Mlečnog puta Habl je primetio da sa daljinom opada gustina galaksija, tj. da je u našoj blizini koncentracija galaksija veća, da se u blizini naše galaksije na okupu nalazi više drugih. I u drugim delovima kosmosa mogu se otkriti skupovi galaksija koje se nalaze u nekoj gravitacionoj vezi. Jednostavno, galaksije žive svoj život u jatima. Jato kome pripada naša galaksija nazvali smo Lokalno jato (Local Group), a zovemo ga jos i Lokalna grupa.


U Lokalnom jatu dominiraju svojom veličinom M31 i nas Mlečni put. To su pravi giganti među susednim patuljastim satelitima. Najpoznatiji pratioci Mlečnog puta su Veliki i Mali Magelanov oblak (za koje se znalo i pre pronalaska teleskopa), a najpoznatini sateliti M31 su galaksije M32 i M110. To zapravo znači da u okviru Lokalnog jata postoje dva podsistema ili podgrupe okupljene oko dve glavne galaksije. Treći veliki član Lokalnog jata (iako dosta manji od prethodno pomenutih) je galaksija u Trouglu, M33. Izgleda da je ova galaksija na samoj granici gravitacionog uticaja M31. I M33, čini se, ima svog pratioca. To je patuljasta galaksija LGS 3.

[причалица]

Broj članova Lokalnog jata je sumnjiv. U literaturi iz sredine osamdesetih godina mogli ste naći podatak da ih ima manje od dvadeset. Danas je na spisku vise od trideset galaksija koje pripadaju Lokalnom jatu, a ima još kandidata, tj. za više njih tek postoji sumnja. Ovo naše jato zauzima prostor od deset miliona svetlosnih godina u prečniku sa centrom negde između Mlečnog puta i M31.


Izgleda da Lokalno jato nije stabilan skup i verovatno je u prošlosti pretrpeo značanje promene. Pretpostavlja se da su galaksije danas okupljene oko eliptične Maffie 1 nekada pripadala našoj grupi galaksija. To opet znači da i među bliskim jatima postoji međusobni gravitacioni uticaj i da će se razmena galaksija nastaviti i u budućnosti. Isto tako i unutrašnja struktura jata nije stabilna i neki astronomi predviđaju sudar naše galaksije sa M31 nakon čega bi nastala gigantska eliptična galaksija.

[причалица]

Mlečni put

Jedna od najneobičnijih i najlepših pojava na istinski tamnom nebu zasigurno je traka blede bele svetlosti što se proteže s jednog kraja horizonta na drugi. Upravo zbog svog izgleda ona je dobila ime »Mlečni put«. Na severnoj hemisferi se ovaj svetlosni trag najbolje vidi tokom letnjih meseci. Na južnoj je hemisferi mnogo upečatljiviji - toliko da su južnoamerički Indijanci dali imena njegovim pojedinim delovima, baš kao što su zapadni astronomi svrstali u sazvežđa određene grupe zvezda.


Nažalost, Mlečni put nije toliko sjajan da bi se mogao posmatrati sa područja gradova koji su osvetljeni ogromnom količinom veštačke svetlosti, tako da ga mnogi ljudi nikada u životu nisu videli.


1610. godine Galileo Galilej je po prvi put izveo teleskopska posmatranja Mlečnog puta i otkrio da je sastavljen od mnoštva pojedinačnih zvezda. Mi danas znamo da se naše Sunce nalazi unutar sistema zvezda koje su raspoređene u obliku diska. Ovu ogromna skupinu, koja uključuje sve zvezde koje možemo zapaziti na nebu, nazivamo galaksija Mlečni put ili jednostavno – Galaksija.

[причалица]

Zvezdani sistem oblika diska kom pripada i Sunce, kvantitativno je prvi put prikazao Vilijem Heršel 1785, iskoristivši teleskop da bi izbrojao zvezde koje je mogao da sagleda u svim pravcima. Tada je otkrio da je broj zvezda otprilike isti u svim pravcima oko Mlečnog puta, što ga je navelo na pomisao da se Sunce nalazi u blizini centra Galaksije.



Tek mnogo kasnije utvrđeno je da nije bio u pravu. Međuzvezdana prašina apsorbuje svetlost zvezda i ograničava optičko posmatranje u ravni Mlečnog puta na zvezde u području od 6500 sg. Heršel je bio u mogućnosti da vidi samo sićušan delić zvezda koje nas okružuju.

[причалица]

Modernom opremom i instrumentima, astronomi mogu da vrše posmatranja na talasnim dužinama radio i infracrvenih talasa, a elektromagnetno zračenje na ovim dugačkim talasnim dužinama lako prolazi kroz međuzvezdanu prašinu. Na osnovu ovih novih osmatranja astronomi danas predstavljaju Galaksiju kao tanak, kružni disk svetleće materije, koji se kroz svemir proteže već pomenutom dužinom od 100.000 sg.

Prašina i gasovi koji su osnovni materijal potreban za stvaranje zvezda, gusto su raspoređeni u blizini galaktičkog diska. Disk je naizgled »ugrađen« u Halo, oreol mračne materije koja se prostire na 160.000 sg od centra Galaksije. Zbijena zvezdana jata su takođe raspoređena u veliki sferičan venac oko galaktičkog centra. Naše Sunce kruži oko centra na udaljenosti od skoro 27.000 sg.

[причалица]

Unutar granice od 3.200 sg (od galaktičkog centra) zvezde više nisu ograničene diskom, već formiraju sferno jezgro sazdano od najstarijih zvezda.
Iako naša zvezda leži veoma daleko od središta galaksije, njen disk se prostire na skoro jednakoj udaljenosti i posle Sunca. Mlade zvezde Mlečnog puta koncentrisane su u nizu spiralnih kraka.



Već je pomenuto da naša Galaksija liči na Andromedinu galaksiju, M31, ali postoje među njima i neke bitne razlike. U disku Mlečnog puta nalazi se mnogo više zvezda nego u Andromedi, dok ona prednjači u broju zbijenih zvezdanih jata, ima mnogo sjajnije jezgro i disk joj je veći od diska Mlečnog puta.

[причалица]

Do ranih godina XX veka astronomi su prihvatali Heršelov zaključak da je centar Galaksije negde u blizini Sunca, i da se ona prostire na samo nekoliko hiljada svetlosnih godina od svoga centra. Prelazak sa heliocentričnog na galaktocentričan pogled na Mlečni put, kao i prva saznanja o njegovoj istinskoj veličini, bili su osnova istraživanja o rasporedu zbijenih zvezdanih jata.

Zbog svog sjaja, i činjenice da im položaj nije ograničen centralnom ravni Galaksije (gde bi inače bila zamračena zvezdanom prašinom), zbijena jata se mogu posmatrati teleskopima čak i ako su na veoma velikim udaljenostima.

[причалица]

Većina zbijenih jata sadrži barem nekoliko promenljivih zvezda tipa Lirida, čije su apsolutne magnitude poznate. Udaljenost od neke Liride u loptastom jatu, i odavde udaljenost do samog jata može biti izračunata uz pomoć njene prividne magnitude. Harlou Šepli je iskoristio ovu tehniku da bi izračunao udaljenosti do Zbijenih zvezdanih jata.

[причалица]

1917. godine iskoristio je udaljenosti i pravce 93 zbijena jata da bi sačinio mapu njihovog trodimenzionalnog položaja u svemiru. Otkrio je da ova jata formiraju čvrst sferičan sistem, ali da centar te sfere nije u blizini Sunca, već u nekoj tački u središtu Galaksije.

Šepli je pretpostavio da je sistem loptastih jata smešten u centru Mlečnog puta, što je do danas potvrđeno mnogim dokazima, uključujući i zabeležene položaje zbijenih zvezdanih jata u drugim spiralnim galaksijama.

[причалица]

Raštrkana izmaglica pojedinačnih zvezda koje nisu članice jata, ali ih ima daleko više, takođe postoji van granica oblasti zbijenih jata. Ovo mnoštvo zvezda i zvezdanih skupova čini Halo galaksije – region čiji radijus premašuje glavni disk nekoliko puta.

Pojedinačne Liride pronađene su u znatnom broju na udaljenostima od 30 do 50 hiljada sg sa obe strane galaktičke ravni, što pokazuje da Halo mora imati spoljnu debljinu od oko 95000 sg. Nedavno je otkrivena jedna Lirida na 160 hiljada sg od Sunca, a nekoliko zvezdanih jata nalazi se na više od 200 hiljada sg od centra Mlečnog puta.

[причалица]

Ako nam dalja istraživanja pokažu da su ovi objekti vezani gravitacionim silama za našu Galaksiju, a nisu samo intergalaktički nametljivci, tada će se veličina Halo-a proširiti mnogo dalje od vidljivog oboda galaktičkog diska. Najnoviji podaci o rotaciji Mlečnog puta daju nam razlog da pretpostavimo da halo sadrži veliki deo mase Galaksije.

U ovoj oblasti ima i gasa čiji jedan deo emituje X-zrake. Da bi se stekli uslovi za emisiju ovog zračenja, on mora imati temperaturu od oko 106 K. Gas, zagrejan verovatno udarnim talasom neke supernove ili zvezdanim vetrovima, širi se samo u unutrašnje delove Halo-a i određuje oblast koja se uglavnom naziva Galaktička korona .

[причалица]

Međuzvezdani prostor Mlečnog puta nije prazan - osim gravitacionog i magnetnog polja, u njemu se nalazi međuzvezdana materija, koja se sastoji od međuzvezdane prašine i gasa .

Međuzvezdana prašina sastavljena je od čestica prečnika oko 10^-15 m i mase oko 10^-16 kg. Na njima se vrši apsorpcija, rasejanje i polarizacija svetlosti zvezda. Ovi efekti su nam najveći izvori podataka o međuzvezdanoj materiji. Sama prašina je neravnomerno raspoređena, a najviše je ima u ravni Mlečnog puta.

[причалица]

Međuzvezdani gas se sastoji prvenstveno od vodonika, koji zajedno sa helijumom sačinjava oko 99% njegove mase. Većina gasa je mračna i hladna, sa temperaturama između 5 i 30 K.

Postoje i oblaci gasova koji imaju temperature od nekoliko desetina do nekoliko stotina Kelvina i koji sadrže najviše atomskog vodonika. U blizini veoma toplih zvezda, vodonik je jonizovan njihovim ultraljubičastim zračenjem.

Istraživanja su pokazala da je neutralan atomski vodonik u Galaksiji ograničen na veoma »pljosnat« sloj. Ovakav vodonik se prostire daleko izvan Sunca, do daljine od 80000 sg od centra naše Galaksije. Sa pozicije Sunca, sloj neutralnog atomskog vodonika debeo je samo 400 sg.

[причалица]

U unutrašnjim oblastima Mlečnog puta, prašina se najčešće nalazi na istim mestima kao i neutralan vodonikov gas, i zbog toga je i njeno prostiranje ogarničeno na disk, sa najvećom koncentracijom u spiralnim kracima. Debljina sloja prašine je takođe oko 400 sg. Što se tiče zračenja prašine koja leži oko centra Galaksije, ono je veoma slabo.

Najhladniji vodonikov gas ima temperature ispod 30 K i uglavnom se nalazi u obliku molekula vodonika (H₂). Ovi se molekuli grupišu u džinovske molekularne oblake, koji su u velikom broju pronađeni u širokom prstenu na udaljenosti između 10 i 25 hiljada sg od galaktičkog centra. Molekularni oblaci se u velikoj većini slučajeva ne mogu pronaći na više od 300 sg iznad ili ispod ravni Galaksije. Molekularni vodonik registrovan je i u centru Mlečnog puta.

Najmasivniji molekularni oblaci nalaze se u spiralnim kracima. U mnogim slučajevima spajaju se u velike skupove, koji sadrže desetine ili više zasebnih grupa.

[причалица]

Većina zvezda u blizini Sunca kreće se u skoro paralelnoj ravni u odnosu na jezgro Galaksije, dok su njihove brzine uglavnom oko 40 do 50 km/s. One spadaju u zvezde malih brzina. Radijalne brzine bliskih oblaka gasa takođe su male.

Neke, pak, zvezde imaju brzine veće od 80 km/s i njih svrstavamo u zvezde velikih brzina. Ove zvezde se kreću duž orbita velikog ekscentriciteta i seku Sunčevu orbitu u ravni Galaksije pod prilično velikim uglovima. Bliske zvezde kreću se takvim orbitama da prolaze kroz naš »komšiluk« i samo su privremeno blizu nas.

[причалица]

Zbijena zvezdana jata i zvezde u Halo-u galaksije takođe imaju orbite veoma različite od Sunca i spadaju u objekte velikih brzina. Većina zvezda velikih brzina usporavaju iza Sunca u svom kretanju kroz Mlečni put.

Gusta koncentracija uglavnom starih zvezda popunjava centralni deo, čije su najsjajnije zvezde crveni džinovi i velike plavičaste zvezde , nedavno rođene iz gasova koji se čvrsto drže oko galaktičkog centra.

[причалица]

Okružujući spiralni disk i centralno ispupčenje, prostire se svetlosni oreol satkan od starih zvezda koje (u proseku) imaju nešto manju masu od Sunca, uključujući relativno mali broj pojedinačnih zvezda i oko 200 loptastih zvezdanih jata, raspoređenih iznad i ispod diska.

Premda je od 6000 do 8000 zvezda vidljivo sa Zemlje golim okom, retko ih je moguće videti više od 2500 sa jednog mesta u jednom trenutku. Većina sjajnih zvezda koje vidimo su atipične zvezde, većih masa, prečnika i sjajnosti od našeg Sunca.

Sa druge strane, ogromna većina zvezda u Sunčevoj blizini su bleđe od njega; toliko blede da se ne mogu posmatrati golim okom. Iako blede i crvenkaste zvezde čine više od polovine zvezdane populacije Mlečnog puta, nijedna od njih nije vidljiva golim okom.