ชื่อแขนแห่งทางช้างเผือก ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับกาแล็กซีทางช้างเผือก

การหมุนของพลังงานในวงรีถือเป็นคุณสมบัติเฉพาะของอวกาศเท่านั้น เมื่อวงรีหมุนไปในมุมหนึ่งดังแสดงในรูป จุดสัมผัสของวงรีจะมีความหนาแน่นของพลังงานสูงสุด ดังนั้นปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาในสถานที่เหล่านี้จะถูกสรุปรวมกัน ในกรณีนี้ โครงสร้างพลังงานจะปรากฏขึ้นในอวกาศอีกครั้ง เช่นเดียวกับในโครโนเชลล์ของโมดูลศูนย์ เราได้แบบจำลองพลังงานของรูปทรงสิบสองหน้า ดังนั้นในโครโนเชลล์ของโมดูลแรก เราก็ได้ภาพเกลียว ตามข้อเท็จจริงที่ว่าการปล่อยพลังงานไปตามแขนกังหันเกิดขึ้นที่แอมพลิจูดที่มากขึ้น กระบวนการก่อตัวดาวฤกษ์จะเกิดขึ้นในสถานที่เหล่านี้อย่างเข้มข้นที่สุด

ฉันอยากจะย้ำอีกครั้งว่าการก่อตัวของจานหมุนและการก่อตัวของแขนกังหันเป็นโครงสร้างที่มีลักษณะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง จานหมุนคือระบบของตัววัตถุที่เกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนแปลงของเวลา และแขนกังหันเป็นโครงสร้างพลังงานของอวกาศ แสดงให้เห็นว่าบริเวณใดที่พลังงานปล่อยออกมามีความเข้มข้นมากที่สุด ดังนั้นคุณสมบัติหลักของรูปแบบเกลียวคลื่นคือการหมุนสม่ำเสมอเช่น ระบบแบบครบวงจรช่องว่างที่เกิดจากโทริ ดังนั้น รูปแบบของรูปแบบเกลียวหมุนโดยรวมด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่ แม้ว่าดิสก์กาแลคซีจะหมุนรอบต่างกันออกไป เพราะมันก่อตัวขึ้นภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน และแต่ละส่วนของดิสก์ก็อยู่ในช่วงวิวัฒนาการของมันเอง แต่จานจานนั้นมีความสำคัญรองเมื่อเทียบกับแขนกังหัน ซึ่งเป็นโครงสร้างพลังงานของกังหันที่เป็นลำดับแรก ซึ่งเป็นตัวกำหนดจังหวะสำหรับกระบวนการก่อตัวดาวฤกษ์ทั้งหมดของจาน ด้วยเหตุนี้เองที่รูปแบบก้นหอยจึงถูกระบุอย่างชัดเจนและชัดเจน และรักษาความสม่ำเสมออย่างสมบูรณ์ทั่วทั้งจานกาแล็กซี โดยไม่บิดเบี้ยวจากการหมุนส่วนต่างของจาน

ความหนาแน่นของดาวฤกษ์ในแขนกังหัน

การก่อตัวดาวเกิดขึ้นประมาณเท่าๆ กันทั่วทั้งจาน ดังนั้นความหนาแน่นของดาวฤกษ์จะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของโครโนชีทที่อยู่ระหว่างกันและกัน แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าการก่อตัวดาวฤกษ์จะเกิดขึ้นรุนแรงกว่าในแขน แต่ความหนาแน่นของดาวฤกษ์ที่นี่ไม่ควรแตกต่างจากบริเวณอื่น ๆ ของดิสก์มากนัก แม้ว่าแอมพลิจูดของพลังงานที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดการเริ่มโครโนชีทที่อยู่ในสภาพที่ไม่เอื้ออำนวยก็ตาม การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นของดาวฤกษ์ในแขนกังหันไม่สูงมากนัก พวกมันมีความหนาแน่นมากกว่าค่าเฉลี่ยทั่วจานเพียง 10 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น ไม่มีอีกแล้ว

ความแตกต่างที่น้อยเช่นนี้จะไม่มีทางเห็นได้ในภาพถ่ายของกาแลคซีไกลโพ้น ถ้าดาวฤกษ์ในแขนกังหันเหมือนกันกับดาวในดิสก์ทั้งหมด ประเด็นก็คือเมื่อรวมกับดวงดาวในแขนกังหันแล้ว การก่อตัวของก๊าซระหว่างดวงดาวก็เกิดขึ้นอย่างเข้มข้น จากนั้นจึงควบแน่นเป็นดวงดาว ในช่วงเริ่มแรกของวิวัฒนาการ ดาวเหล่านี้สว่างมากและโดดเด่นอย่างมากในหมู่ดาวฤกษ์อื่นๆ ในจาน การสังเกตไฮโดรเจนที่เป็นกลางในจานดาราจักรของเรา (จากการแผ่คลื่นวิทยุที่ความยาวคลื่น 21 ซม.) แสดงให้เห็นว่าก๊าซก่อตัวเป็นแขนกังหันจริงๆ

เพื่อให้แขนมองเห็นดาราอายุน้อยได้อย่างชัดเจน ต้องใช้เวลาพอสมควร ความเร็วสูงการเปลี่ยนก๊าซเป็นดาวฤกษ์ และระยะเวลาการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ในระยะสว่างเริ่มแรกนั้นไม่นานเกินไป ทั้งสองเป็นจริงสำหรับสภาพทางกายภาพจริงในกาแลคซี เนื่องจากความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของกระแสเวลาที่ปล่อยออกมาในอ้อมแขน ระยะเวลาของระยะเริ่มแรกของวิวัฒนาการของดาวฤกษ์มวลมากสว่างนั้นน้อยกว่าเวลาที่แขนจะขยับอย่างเห็นได้ชัดในระหว่างการหมุนรอบตัวเองโดยรวม ดาวเหล่านี้ส่องสว่างประมาณสิบล้านปี ซึ่งเป็นเพียงห้าเปอร์เซ็นต์ของคาบการหมุนรอบดาราจักร แต่เมื่อดาวฤกษ์ที่อยู่ในแขนกังหันไหม้หมด ดาวดวงใหม่และเนบิวลาที่เกี่ยวข้องก็ก่อตัวขึ้น ทำให้รูปแบบของกังหันไม่เปลี่ยนแปลง ดวงดาวที่อยู่รอบแขนไม่สามารถอยู่รอดได้แม้แต่การปฏิวัติของกาแล็กซีเพียงครั้งเดียว มีเพียงรูปแบบเกลียวเท่านั้นที่มั่นคง

ความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของการปล่อยพลังงานไปตามแขนของดาราจักรส่งผลต่อความจริงที่ว่าดาวฤกษ์อายุน้อยที่สุด กระจุกดาวเปิดและการรวมกลุ่มกันจำนวนมาก ตลอดจนกลุ่มเมฆหนาแน่นของก๊าซระหว่างดวงดาวซึ่งดาวฤกษ์ยังคงก่อตัวต่อไปกระจุกตัวอยู่ที่นี่เป็นหลัก กิ่งก้านเกลียวประกอบด้วย จำนวนมากดาวแปรแสงและวูบวาบ การระเบิดของซูเปอร์โนวาบางประเภทมักพบเห็นได้บ่อยที่สุด ต่างจากรัศมีซึ่งการปรากฏของกิจกรรมของดวงดาวเกิดขึ้นได้ยากมาก ชีวิตที่มีพลังยังคงอยู่ในแขนกังหัน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนผ่านของสสารอย่างต่อเนื่องจากอวกาศระหว่างดวงดาวไปยังดาวฤกษ์และด้านหลัง เนื่องจากโมดูลศูนย์ซึ่งก็คือรัศมี อยู่ในขั้นตอนสุดท้ายของวิวัฒนาการ ในขณะที่โมดูลแรกซึ่งเป็นดิสก์นั้นอยู่ที่จุดสูงสุดของการพัฒนาเชิงวิวัฒนาการ

ข้อสรุป

ให้เรากำหนดข้อสรุปหลักที่ได้จากการวิเคราะห์อวกาศกาแลคซี

1. จากมุมมองของการจัดระบบสสารด้วยตนเองอย่างเป็นระบบ ระบบย่อยทั้งสองที่ประกอบเป็นกาแล็กซีนั้นอยู่ในโมดูลที่แตกต่างกันของโครงสร้างอินทิกรัลของจักรวาล (ISM) ส่วนแรก - ส่วนทรงกลม - คือโมดูลเชิงพื้นที่เป็นศูนย์ ส่วนดิสก์ที่สองของ Galaxy เป็นของโมดูล ISM แรก ตามความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผล โมดูลหรือส่วนดิสก์แรกของกาแล็กซีคือเอฟเฟกต์ ในขณะที่โมดูลศูนย์หรือรัศมีถือเป็นสาเหตุ

2. พื้นที่ใดๆ ก็ตามถูกสร้างขึ้นจากโครโนเชลล์ ซึ่งในขณะที่พลังงานเข้ามาจะเป็นไดโพลแบบพัดลม ที่ปลายด้านหนึ่งของไดโพลจะมีสสารอยู่ และอีกด้านหนึ่งก็มีทรงกลมสำหรับขยายพื้นที่ ขั้วหนึ่งของไดโพลมีคุณสมบัติเป็นมวลโน้มถ่วงและแสดงถึงจุดวัสดุ และขั้วอีกขั้วหนึ่งมีคุณสมบัติต้านแรงโน้มถ่วงในการขยายพื้นที่และเป็นทรงกลมที่ล้อมรอบจุดวัสดุ ดังนั้นไดโพลแบบพัดลมใดๆ จึงมีร่างกายและพื้นที่ทางกายภาพสามมิติ ดังนั้นแต่ละการเชื่อมโยงเหตุและผลจะประกอบด้วยองค์ประกอบสี่ประการ: เนื้อความของเหตุและความว่างของเหตุ เนื้อความของผล และเนื้อความของผล

3. คุณสมบัติหลักของรัศมีถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของโครโนเชลล์ของโมดูลศูนย์ มาแสดงรายการกัน

1). ขอบเขตรัศมีเป็นเมมเบรนที่มีคุณสมบัติต้านแรงโน้มถ่วง ซึ่งจำกัดทรงกลมสุญญากาศที่กำลังขยายตัวของไดโพลพัดลม มันถูกแสดงด้วยชั้นของไฮโดรเจนพลาสมาที่ล้อมรอบด้านนอกของรัศมี ในรูปแบบของโคโรนา โคโรนาเกิดขึ้นเนื่องจากการยับยั้งของเมมเบรนต่อไอออนไฮโดรเจน โทโพโลยีของอวกาศฮาโลนั้นเป็นทรงกลม

2). ในการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการ รัศมีได้ผ่านขั้นของการพองตัว ในระหว่างนั้น โครโนเชลล์แบบรัศมีถูกแยกส่วนออกเป็นโครโนเชลล์ขนาดเล็ก 256 อัน ซึ่งแต่ละอันปัจจุบันเป็นหนึ่งในกระจุกทรงกลมของกาแล็กซี ในระหว่างการขยายตัว พื้นที่ของกาแล็กซีมีขนาดเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ ระบบที่ก่อตัวขึ้นนี้เรียกว่าโครงสร้างรัศมีแบบเซลล์-รังผึ้ง

3). โครโนเชลล์ของกระจุกดาวทรงกลมยังคงแยกส่วนต่อไปอีก ดาวฤกษ์และระบบดาวฤกษ์กลายเป็นระดับจำกัดของการหาปริมาณกาแลคซี ระดับที่จำกัดของการหาปริมาณคือการจัดระเบียบโครงสร้างของสสารแบบใหม่

4) ตำแหน่งสัมพัทธ์ของโครโนเชลล์ของดวงดาวในโครงสร้างเซลล์-รังผึ้งของรัศมีนั้นไม่เท่ากันอย่างยิ่ง บางส่วนตั้งอยู่ใกล้กับใจกลางกาแล็กซี ส่วนบางแห่งตั้งอยู่ใกล้กับขอบนอก ผลจากความไม่เท่าเทียมกันนี้ การก่อตัวของดาวฤกษ์ในแต่ละโครโนเชลล์จึงมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ซึ่งส่งผลต่อความหนาแน่นของสสารหรือธรรมชาติการเคลื่อนที่ของพวกมัน

5). ระบบดาวแคระที่ค้นพบในกาแล็กซีของเรานั้นอยู่ในกลุ่มโครโนเชลล์สี่เท่าของระดับที่สองหรือสาม ซึ่งเป็นระบบย่อยที่จัดระเบียบตัวเองแบบปิดของกาแล็กซีด้วย

6). สถานะปัจจุบันของรัศมีอยู่ในขั้นตอนสุดท้ายของวิวัฒนาการ การขยายพื้นที่สิ้นสุดลงเนื่องจากความจำกัดของพลังงานที่ปล่อยออกมา ไม่มีอะไรต้านทานแรงโน้มถ่วงได้ ดังนั้นขั้นตอนสุดท้ายของการวิวัฒนาการของรัศมีจึงเกิดจากกระบวนการสลายตัว แรงโน้มถ่วงกลายเป็นกำลังหลักในระบบ บังคับให้วัตถุเคลื่อนที่เข้าหาศูนย์กลางกาแล็กซีในสนามโน้มถ่วงที่เพิ่มขึ้น ตัวดึงดูดที่น่าดึงดูดก่อตัวขึ้นที่ใจกลางกาแล็กซี

4. คุณสมบัติหลักของดิสก์ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของ chronoshell ของโมดูลแรกซึ่งเป็นผลมาจากโมดูลศูนย์ มาแสดงรายการกัน

1). เนื่องจากส่วนดิสก์ของกาแล็กซีเป็นผลตามมา ดังนั้นไดโพลพัดลมโน้มถ่วงจึงเป็นเวกเตอร์แนวแกน M=1 ที่หมุนรอบเวกเตอร์แนวแกน M=0

2). พื้นที่ที่เกิดจากขั้วหนึ่งของไดโพลพัดลมถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของทรงกลมขยายตัวที่หมุนรอบแกน M=0 ดังนั้น โทโพโลยีของช่องว่างของโมดูลแรกจึงถูกอธิบายโดยทอรัสที่ฝังอยู่ในช่องว่างทรงกลมของโมดูลศูนย์ ทอรัสประกอบด้วยเวกเตอร์ในแนวแกนสองตัว M=0 และ M=1 โดยที่ M=0 แทนรัศมีหลักของทอรัส และ M=1 คือรัศมีรองของทอรัส

3). ระดับการพองตัวของโครโนเชลล์ของโมดูลแรกทำให้เกิดระบบย่อยใหม่มากมาย - โครโนเชลล์ภายในที่เล็กกว่า ทั้งหมดอยู่ในรูปแบบตุ๊กตาซ้อนอยู่ภายในโครโนเชลล์ของโมดูลแรก ทั้งหมดนี้มีโทโพโลยีแบบวงแหวนด้วย โครงสร้างปรากฏขึ้นในช่องว่างของส่วนดิสก์ของกาแล็กซี

4) สารที่เกิดจากขั้วอีกขั้วหนึ่งของไดโพลพัดลมจะกระจุกตัวอยู่ที่ศูนย์กลางของทรงกลม ซึ่งอธิบายรัศมีเล็กๆ ของพรู M=1 เนื่องจากศูนย์กลางนี้ในทางกลับกัน อธิบายวงกลมตามรัศมีของทอรัสขนาดใหญ่ สสารทั้งหมดจึงก่อตัวขึ้นตามวงกลมนี้ในระนาบตั้งฉากกับแกน M=0

5). สสารที่ก่อตัวในระบบย่อยใหม่ก็ถูกสร้างขึ้นที่ใจกลางทรงกลมที่มีรัศมีเล็ก ๆ ของพรูด้วย ดังนั้น สสารทั้งหมดจึงก่อตัวขึ้นตามวงกลมที่อยู่ในระนาบตั้งฉากกับแกน M=0 นี่คือวิธีที่ส่วนดิสก์ของกาแล็กซีเกิดขึ้น

5. ในภาคกลางของกาแล็กซี มีสาเหตุอยู่ 2 ประการ หนึ่งในนั้นคือตัวเหตุของรัศมี (ส่วนนูน) ส่วนอีกตัวคือตัวสาเหตุของดิสก์ (จานก๊าซเซอร์คัมนิวเคลียร์) เนื้อความของดิสก์ในทางกลับกันก็คือเนื้อความของเอฟเฟกต์ที่สัมพันธ์กับรัศมี ดังนั้นร่างหนึ่งหมุนรอบอีกร่างหนึ่ง

6. ส่วนนูนก็เหมือนกับรัศมี ซึ่งอยู่ในขั้นตอนสุดท้ายของวิวัฒนาการ ดังนั้นมันจึงกลายเป็นตัวดึงดูด ซึ่งสสารทั้งหมดก่อนหน้านี้กระจัดกระจายไปทั่วทั้งปริมาตรของรัศมีแรงโน้มถ่วง เมื่อรวมตัวกันที่ใจกลาง ทำให้เกิดสนามโน้มถ่วงอันทรงพลังที่ค่อยๆ อัดสสารให้เป็นหลุมดำ

7. จานก๊าซเซอร์คัมนิวเคลียร์เป็นตัวสาเหตุของส่วนดิสก์ของกาแล็กซี และยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของวิวัฒนาการ ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับระบบของมัน - ดิสก์มันเป็นหลุมสีขาวจากแหล่งพลังงานที่จ่ายให้กับการพัฒนาพื้นที่และสสารในส่วนดิสก์ของกาแล็กซี่

8. แขนกังหันเป็นโครงสร้างพลังงานของอวกาศ ซึ่งแสดงว่าบริเวณใดที่มีการปลดปล่อยพลังงานอย่างเข้มข้นที่สุด โครงสร้างนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการไหลเวียนของพลังงานภายในพรู ในโทริส่วนใหญ่ พลังงานไม่ได้หมุนเวียนเป็นวงกลม แต่อยู่ในวงรี ซึ่งจุดโฟกัสจุดหนึ่งมีวัตถุแห่งสาเหตุ (หลุมดำ) อีกจุดหนึ่งคือวัตถุแห่งเอฟเฟกต์ (หลุมสีขาว) ดังนั้นโทโพโลยีของอวกาศจึงเปลี่ยนไป พรูจึงมีรูปร่างที่ซับซ้อนมากขึ้นและแทนที่จะเป็นวงกลมที่รัศมีขนาดใหญ่ของพรูอธิบาย เรามีวงรี

9. เนื่องจากระบบย่อยดิสก์ของกาแล็กซีจุ่มอยู่ในระบบย่อยทรงกลม ปฏิสัมพันธ์เพิ่มเติมจึงเกิดขึ้นระหว่างระบบย่อยเหล่านี้ตามเวลา อิทธิพลของระบบย่อยหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่งนำไปสู่ความจริงที่ว่าโมเมนต์การหมุนที่มีอยู่ในส่วนทรงกลมนั้นถูกซ้อนทับกับการไหลเวียนของพลังงานในระบบย่อยของดิสก์ซึ่งเป็นผลมาจากการที่โทริหมุนในมุมเล็ก ๆ ที่สัมพันธ์กัน เมื่อวงรีหมุนผ่านมุมหนึ่ง พลังงานจะมีความหนาแน่นมากที่สุดที่จุดที่สัมผัสกันของวงรี กระบวนการก่อตัวดาวฤกษ์จะเข้มข้นที่สุดในสถานที่เหล่านี้ ดังนั้น คุณสมบัติหลักของรูปแบบเกลียวคลื่นคือการหมุนสม่ำเสมอ เนื่องจากเป็นระบบช่องว่างเดียวที่เกิดจากโทริ

วรรณกรรม

1. Boer K., Savage B. Galaxies และมงกุฎของพวกเขา เจแอล เซนติฟิก อเมริกัน แปลจากภาษาอังกฤษ - Alex Moiseev เว็บไซต์ดาราศาสตร์ตะวันออกไกล

2. Vernadsky V.I. ชีวมณฑลและนูสเฟียร์ อ.: ไอริส-เพรส, 2547.

3. Kapitsa S.P. , Kurdyumov S.P. , Malinetsky G.G. Synergetics และการคาดการณ์ในอนาคต อ.: สสส., 2546

4. Mandelbrot B. Fractals โอกาสและการเงิน ม., 2547.

5. โนวิคอฟ ไอ.ดี. วิวัฒนาการของจักรวาล อ.: Nauka, 2526. 190 น.

6. Prigogine I., Stengers I. เวลา, ความโกลาหล, ควอนตัม อ.: ความก้าวหน้า พ.ศ. 2542 ฉบับที่ 6 อ.: คมนิก้า, 2548.

7. Prigogine K., Stengers I. สั่งซื้อจากความสับสนวุ่นวาย บทสนทนาใหม่ระหว่างมนุษย์กับธรรมชาติ อ.: URSS, 2544. ฉบับที่ 5. อ.: คมนิก้า, 2548.

8. ซากาน เค. คอสมอส เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: โถ, 2547

9. ฮวาง ส.ส. จักรวาลอันเดือดดาล: จากบิ๊กแบงไปจนถึงการขยายตัวแบบเร่ง จากควาร์กไปจนถึงซุปเปอร์สตริง - ม.: เลนอันด์, 2549.

10. ฮอว์คิง เอส. เรื่องสั้นเวลา. เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: โถ, 2000

11. ฮอว์คิง เอส. หลุมดำและจักรวาลอายุน้อย เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: โถ, 2544

ท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาวดึงดูดสายตาผู้คนมาตั้งแต่สมัยโบราณ จิตใจที่ดีที่สุดของทุกชาติพยายามที่จะเข้าใจสถานที่ของเราในจักรวาล จินตนาการและปรับโครงสร้างของมัน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ทำให้สามารถก้าวไปสู่การศึกษาพื้นที่อันกว้างใหญ่ตั้งแต่สิ่งก่อสร้างโรแมนติกและศาสนาไปจนถึงทฤษฎีที่ได้รับการตรวจสอบตามหลักตรรกะโดยอิงจากข้อเท็จจริงจำนวนมาก ตอนนี้เด็กนักเรียนคนใดมีความคิดว่ากาแล็กซีของเราเป็นอย่างไร การวิจัยล่าสุดใคร ทำไม และเมื่อใดจึงตั้งชื่อบทกวีเช่นนี้ และอนาคตที่คาดหวังไว้จะเป็นอย่างไร

ที่มาของชื่อ

สำนวน "กาแล็กซีทางช้างเผือก" นั้นเป็นคำที่ซ้ำซากจำเจ Galactikos แปลมาจากภาษากรีกโบราณแปลว่า "นม" นี่คือสิ่งที่ชาว Peloponnese เรียกว่ากลุ่มดาวในท้องฟ้ายามค่ำคืนโดยอ้างว่ามีต้นกำเนิดมาจาก Hera ผู้อารมณ์ร้อน: เทพธิดาไม่ต้องการให้อาหาร Hercules ลูกชายนอกกฎหมายของ Zeus และด้วยความโกรธก็สาดนมแม่ หยดเหล่านั้นก่อตัวเป็นเส้นแสงดาว มองเห็นได้ในคืนที่อากาศแจ่มใส หลายศตวรรษต่อมา นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าผู้ทรงคุณวุฒิที่สังเกตได้เป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของเทห์ฟากฟ้าที่มีอยู่ พวกเขาตั้งชื่อกาแล็กซีหรือระบบทางช้างเผือกให้กับพื้นที่ของจักรวาลที่โลกของเราตั้งอยู่ หลังจากยืนยันสมมติฐานของการมีอยู่ของการก่อตัวอื่นที่คล้ายคลึงกันในอวกาศแล้ว เทอมแรกก็กลายเป็นสากลสำหรับพวกมัน

มองจากด้านใน

ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโครงสร้างของส่วนของจักรวาล รวมถึงระบบสุริยะ แทบไม่ได้เรียนรู้จากชาวกรีกโบราณเลย การทำความเข้าใจว่ากาแล็กซีของเราเป็นอย่างไรได้พัฒนามาจากจักรวาลทรงกลมของอริสโตเติลไปสู่ทฤษฎีสมัยใหม่ซึ่งรวมถึงหลุมดำและสสารมืด

ความจริงที่ว่าโลกเป็นส่วนหนึ่งของระบบทางช้างเผือกทำให้เกิดข้อจำกัดบางประการสำหรับผู้ที่พยายามจะรู้ว่ากาแล็กซีของเรามีรูปร่างแบบใด เพื่อตอบคำถามนี้อย่างชัดเจน จำเป็นต้องมีมุมมองจากภายนอก และอยู่ห่างจากวัตถุที่สังเกตมาก ตอนนี้วิทยาศาสตร์ขาดโอกาสเช่นนี้แล้ว สิ่งทดแทนผู้สังเกตการณ์ภายนอกประเภทหนึ่งคือการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของดาราจักรและความสัมพันธ์กับพารามิเตอร์ของระบบอวกาศอื่นที่มีให้ศึกษา

ข้อมูลที่รวบรวมช่วยให้เราพูดได้อย่างมั่นใจว่ากาแล็กซีของเรามีรูปร่างเหมือนจานที่มีความหนา (นูน) อยู่ตรงกลางและมีแขนกังหันแยกออกจากศูนย์กลาง ส่วนหลังประกอบด้วยดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดในระบบ เส้นผ่านศูนย์กลางของดิสก์มากกว่า 100,000 ปีแสง

โครงสร้าง

ใจกลางกาแล็กซีถูกซ่อนไว้ด้วยฝุ่นระหว่างดวงดาว ทำให้ยากต่อการศึกษาระบบ วิธีดาราศาสตร์วิทยุช่วยในการรับมือกับปัญหา คลื่นที่มีความยาวระดับหนึ่งสามารถเอาชนะอุปสรรคได้อย่างง่ายดายและช่วยให้คุณได้ภาพที่ต้องการมาก ตามข้อมูลที่ได้รับ กาแล็กซีของเรามีโครงสร้างที่ไม่เหมือนกัน

ตามอัตภาพ เราสามารถแยกแยะสององค์ประกอบที่เชื่อมต่อถึงกัน: รัศมีและตัวดิสก์เอง ระบบย่อยแรกมีลักษณะดังต่อไปนี้:

• รูปร่างเป็นทรงกลม

• ศูนย์กลางของมันถือว่านูน
• ความเข้มข้นสูงสุดของดาวฤกษ์ในรัศมีนั้นเป็นลักษณะของส่วนตรงกลาง เมื่อคุณเข้าใกล้ขอบ ความหนาแน่นจะลดลงอย่างมาก
• การหมุนรอบตัวเองของบริเวณนี้ของกาแลคซีค่อนข้างช้า
• รัศมีส่วนใหญ่ประกอบด้วยดาวอายุมากซึ่งมีมวลค่อนข้างต่ำ
• พื้นที่สำคัญของระบบย่อยเต็มไปด้วยสสารมืด

ความหนาแน่นของดาวฤกษ์ในดิสก์กาแลคซีมีมากกว่ารัศมีอย่างมาก ในแขนเสื้อยังมีอายุน้อยและเพิ่งจะโผล่ออกมาด้วยซ้ำ

ศูนย์กลางและแกนกลาง

“หัวใจ” ของทางช้างเผือกตั้งอยู่ในนั้น หากไม่ได้ศึกษาก็เป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่ากาแล็กซีของเราเป็นอย่างไร ชื่อ "แกนกลาง" ในงานเขียนทางวิทยาศาสตร์หมายถึงเฉพาะภาคกลาง มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่พาร์เซก หรือรวมถึงส่วนป่องและวงแหวนก๊าซซึ่งถือเป็นแหล่งกำเนิดของดวงดาว ต่อไปนี้จะใช้คำเวอร์ชันแรก

แสงที่มองเห็นนั้นเจาะทะลุใจกลางทางช้างเผือกได้ยากเพราะต้องเจอฝุ่นจักรวาลจำนวนมาก ซึ่งบดบังลักษณะของกาแล็กซีของเรา ภาพถ่ายและภาพที่ถ่ายในช่วงอินฟราเรดช่วยขยายความรู้ของนักดาราศาสตร์เกี่ยวกับนิวเคลียสได้อย่างมาก

ข้อมูลเกี่ยวกับคุณลักษณะของการแผ่รังสีในใจกลางกาแล็กซีทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีหลุมดำอยู่ที่แกนกลางของนิวเคลียส มวลของมันมากกว่า 2.5 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ นักวิจัยระบุว่า รอบวัตถุนี้ หลุมดำหมุนรอบตัวเอง แต่น่าประทับใจน้อยกว่าในพารามิเตอร์ของมัน ความรู้สมัยใหม่เกี่ยวกับลักษณะโครงสร้างของอวกาศแสดงให้เห็นว่าวัตถุดังกล่าวตั้งอยู่ในใจกลางกาแลคซีส่วนใหญ่

แสงสว่างและความมืด

อิทธิพลที่รวมกันของหลุมดำต่อการเคลื่อนที่ของดวงดาวทำให้เกิดการปรับเปลี่ยนรูปลักษณ์ของกาแล็กซีของเราเอง ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงวงโคจรเฉพาะที่ไม่ปกติสำหรับวัตถุในจักรวาล เช่น ใกล้ระบบสุริยะ การศึกษาวิถีเหล่านี้และความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วของการเคลื่อนที่กับระยะห่างจากใจกลางดาราจักรเป็นพื้นฐานของทฤษฎีสสารมืดที่กำลังพัฒนาอย่างแข็งขันในปัจจุบัน ธรรมชาติของมันยังคงปกคลุมไปด้วยความลึกลับ การมีอยู่ของสสารมืดซึ่งคาดว่าจะประกอบขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของสสารทั้งหมดในจักรวาลนั้น เกิดขึ้นได้จากผลของแรงโน้มถ่วงที่มีต่อวงโคจรเท่านั้น

ถ้าเราขจัดฝุ่นจักรวาลที่ซ่อนแกนกลางออกไปจากเรา ภาพอันน่าทึ่งก็จะถูกเปิดเผย แม้จะมีสสารมืดรวมตัวกัน แต่ส่วนนี้ของจักรวาลก็เต็มไปด้วยแสงที่ปล่อยออกมาจากดวงดาวจำนวนมาก มีพวกมันต่อหน่วยพื้นที่ที่นี่มากกว่าใกล้ดวงอาทิตย์หลายร้อยเท่า ประมาณหนึ่งหมื่นล้านดวงก่อตัวเป็นแถบดาราจักรหรือที่เรียกว่าแถบที่มีรูปร่างผิดปกติ

ถั่วอวกาศ

การศึกษาศูนย์กลางของระบบในช่วงความยาวคลื่นยาวทำให้เราได้ภาพอินฟราเรดที่มีรายละเอียด ปรากฎว่ากาแล็กซีของเรามีโครงสร้างที่แกนกลางที่มีลักษณะคล้ายถั่วลิสงในเปลือกหอย “ถั่ว” นี้เป็นสะพานที่รวมดาวยักษ์แดงมากกว่า 20 ล้านดวง (ดาวสว่างแต่ร้อนน้อยกว่า)

แขนกังหันของทางช้างเผือกแผ่ออกมาจากปลายคาน

งานที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบ "ถั่วลิสง" ที่ใจกลางระบบดาวไม่เพียงช่วยให้กระจ่างเกี่ยวกับโครงสร้างของกาแล็กซีของเราเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เข้าใจว่ากาแล็กซีของเราพัฒนาขึ้นอย่างไร ในขั้นต้นในอวกาศมีดิสก์ธรรมดาซึ่งมีจัมเปอร์เกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ภายใต้อิทธิพลของกระบวนการภายใน แท่งเปลี่ยนรูปร่างและเริ่มมีลักษณะคล้ายถั่ว

บ้านของเราบนแผนที่อวกาศ

กิจกรรมนี้เกิดขึ้นทั้งในแถบและในแขนกังหันที่กาแล็กซีของเราครอบครอง พวกมันได้รับการตั้งชื่อตามกลุ่มดาวที่มีการค้นพบกิ่งก้านหลายส่วน ได้แก่ แขนของเพอร์ซีอุส ซิกนัส เซนทอร์ ราศีธนู และกลุ่มดาวนายพราน ใกล้อย่างหลัง (ที่ระยะห่างอย่างน้อย 28,000 ปีแสงจากแกนกลาง) คือระบบสุริยะ บริเวณนี้มีลักษณะบางอย่างที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกเกิดขึ้นได้

กาแลคซีและระบบสุริยะของเราหมุนไปพร้อมกับมัน รูปแบบการเคลื่อนไหวของแต่ละส่วนประกอบไม่ตรงกัน บางครั้งดวงดาวก็รวมอยู่ในกิ่งก้านก้นหอยและบางครั้งก็แยกออกจากกัน มีเพียงผู้ทรงคุณวุฒิที่นอนอยู่บนขอบเขตของวงโคโรเทชันเท่านั้นที่ไม่สามารถ "เดินทาง" เช่นนี้ได้ ซึ่งรวมถึงดวงอาทิตย์ซึ่งได้รับการปกป้องจากกระบวนการอันทรงพลังที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในอ้อมแขน การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยก็สามารถลบล้างผลประโยชน์อื่นๆ ทั้งหมดสำหรับการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลกของเราได้

ท้องฟ้าอยู่ในเพชร

ดวงอาทิตย์เป็นเพียงหนึ่งในวัตถุที่คล้ายกันมากมายในกาแล็กซีของเรา ดาวเดี่ยวหรือกลุ่มรวมกันมากกว่า 4 แสนล้านดวงตามข้อมูลล่าสุด Proxima Centauri ซึ่งอยู่ใกล้เรามากที่สุดเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวสามดวง พร้อมด้วย Alpha Centauri A และ Alpha Centauri B ที่อยู่ห่างออกไปเล็กน้อย จุดที่สว่างที่สุด ของท้องฟ้ายามค่ำคืน ซิเรียส เอ อยู่ในความสว่างตามแหล่งต่างๆ เกินกว่าดวงอาทิตย์ 17-23 เท่า ซิเรียสไม่ได้อยู่คนเดียว เขามาพร้อมกับดาวเทียมที่มีชื่อคล้ายกัน แต่มีเครื่องหมายบี

เด็กๆ มักจะเริ่มทำความคุ้นเคยกับลักษณะของกาแล็กซีของเราโดยการค้นหาท้องฟ้าเพื่อหาดาวเหนือหรือกลุ่มดาวอัลฟ่ากลุ่ม Ursa Minor เนื่องจากตำแหน่งที่อยู่เหนือขั้วโลกเหนือของโลกได้รับความนิยม ความส่องสว่างของโพลาริสสูงกว่าซิริอุสอย่างมาก (สว่างกว่าดวงอาทิตย์เกือบสองพันเท่า) แต่ก็ไม่สามารถท้าทายสิทธิ์ของอัลฟ่าได้ กลุ่มดาวสุนัขใหญ่สำหรับตำแหน่งที่สว่างที่สุดเนื่องจากระยะห่างจากโลก (ประมาณ 300 ถึง 465 ปีแสง)

ประเภทของผู้ทรงคุณวุฒิ

ดวงดาวไม่เพียงแตกต่างกันในเรื่องความส่องสว่างและระยะห่างจากผู้สังเกตเท่านั้น แต่ละค่าจะได้รับการกำหนดค่าที่แน่นอน (ใช้พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องของดวงอาทิตย์เป็นหน่วย) ระดับความร้อนที่พื้นผิวและสี

ยักษ์ใหญ่มีขนาดที่น่าประทับใจที่สุด ดาวนิวตรอนมีความเข้มข้นของสสารต่อหน่วยปริมาตรสูงสุด ลักษณะสีเชื่อมโยงกับอุณหภูมิอย่างแยกไม่ออก:

• สีแดงนั้นหนาวที่สุด
• การให้ความร้อนแก่พื้นผิวถึง 6,000 องศา เช่นเดียวกับดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดโทนสีเหลือง
• โคมไฟสีขาวและสีน้ำเงินมีอุณหภูมิมากกว่า 10,000 องศา

อาจแตกต่างกันและถึงจุดสูงสุดไม่นานก่อนที่มันจะพังทลาย การระเบิดของซูเปอร์โนวามีส่วนช่วยอย่างมากในการทำความเข้าใจว่ากาแล็กซีของเรามีหน้าตาเป็นอย่างไร ภาพถ่ายของกระบวนการนี้ที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์นั้นน่าทึ่งมาก
ข้อมูลที่รวบรวมบนพื้นฐานของข้อมูลเหล่านี้ช่วยสร้างกระบวนการที่นำไปสู่การระบาดขึ้นใหม่และทำนายชะตากรรมของวัตถุในจักรวาลจำนวนหนึ่ง

อนาคตของทางช้างเผือก

กาแล็กซีของเราและกาแล็กซีอื่นๆ มีการเคลื่อนไหวและการโต้ตอบอยู่ตลอดเวลา นักดาราศาสตร์พบว่าทางช้างเผือกดูดกลืนเพื่อนบ้านซ้ำแล้วซ้ำเล่า คาดว่าจะมีกระบวนการที่คล้ายกันในอนาคต เมื่อเวลาผ่านไป จะรวมถึงเมฆแมเจลแลนและระบบดาวแคระอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง เหตุการณ์ที่น่าประทับใจที่สุดคาดว่าจะเกิดขึ้นใน 3-5 พันล้านปี นี่จะเป็นการชนกับเพื่อนบ้านเพียงคนเดียวที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าจากโลก ส่งผลให้ทางช้างเผือกกลายเป็นดาราจักรทรงรี

พื้นที่อันกว้างใหญ่อันไม่มีที่สิ้นสุดทำให้จินตนาการตื่นตาตื่นใจ เป็นเรื่องยากสำหรับคนทั่วไปที่จะตระหนักถึงขนาดของทางช้างเผือกหรือทั้งจักรวาล แต่ยังรวมถึงโลกด้วย อย่างไรก็ตาม ด้วยความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ อย่างน้อยเราก็สามารถจินตนาการได้ว่าเราเป็นส่วนหนึ่งของโลกที่ยิ่งใหญ่แบบใด

เครดิต: Thiago Ize และ Chris Johnson สถาบันคอมพิวเตอร์และการถ่ายภาพทางวิทยาศาสตร์

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้เปิดเผยว่ากาแลคซีดิสก์ก่อตัวแขนกังหันได้อย่างไรมาเกือบตราบเท่าที่พวกเขาสังเกตการณ์พวกมัน เมื่อเวลาผ่านไป ทั้งสองได้ข้อสรุปสองประการ... โครงสร้างของพวกเขาเกิดจากความแตกต่างในแรงโน้มถ่วง การแกะสลักก๊าซ ฝุ่น และรูปร่างที่คุ้นเคย หรือการดำรงอยู่โดยบังเอิญที่มาและผ่านไปตามกาลเวลา

ขณะนี้นักวิจัยกำลังเริ่มแปลผลการค้นพบของตนเป็นผลจากการจำลองซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบใหม่ การจำลองที่รวมการเคลื่อนที่ของ "อนุภาคดาว" มากถึง 100 ล้านอนุภาคที่เลียนแบบแรงโน้มถ่วงและแรงโน้มถ่วงที่ก่อตัวเป็นโครงสร้างกังหันตามธรรมชาติ ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสันและศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด-สมิธโซเนียนพอใจกับการค้นพบนี้ และรายงานว่าแบบจำลองอาจมีเบาะแสสำคัญเกี่ยวกับวิธีการก่อตัวของแขนกังหัน

“เราแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าแขนกังหันของดาวฤกษ์ไม่ใช่ลักษณะการเปลี่ยนผ่าน ดังที่ถกเถียงกันมานานหลายทศวรรษ” Elena D'Onghia นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก UW-Madison ผู้นำการศึกษาครั้งใหม่นี้ร่วมกับ Mark Vogelsberger และ Lars Hernquist เพื่อนร่วมงานของ Harvard กล่าว

“แขนกังหันสามารถรักษาตัวเองได้ ถาวร และมีอายุยืนยาวอย่างน่าประหลาดใจ” โวเกลสเบอร์เกอร์กล่าวเสริม

เมื่อโครงสร้างก้นหอยปรากฏขึ้น มันน่าจะเป็นรูปร่างที่แพร่หลายที่สุดในจักรวาล ถือเป็นของเราเองและกาแลคซีประมาณ 70% รอบตัวเราก็มีโครงสร้างกังหันเช่นกัน เมื่อเราคิดในความหมายที่กว้างขึ้น มีกี่สิ่งที่ได้รับรูปแบบปกตินี้? การกวาดฝุ่นด้วยไม้กวาดทำให้อนุภาคหมุนวนเป็นรูปเกลียว... น้ำที่ระบายออกทำให้เกิดน้ำวน... การก่อตัวของสภาพอากาศมีรูปร่างเหมือนเกลียว นี่เป็นกรณีสากลและเกิดขึ้นด้วยเหตุผล แน่นอนว่าสาเหตุมาจากแรงโน้มถ่วง และมีบางอย่างรบกวนอยู่ ในกรณีของกาแล็กซี นี่คือเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ - . D'Onghia ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ที่ UW-Madison กล่าวว่าเมฆที่นำมาใช้ในการจำลองนี้ ทำหน้าที่เป็น "ตัวรบกวน" และไม่เพียงแต่จะกระตุ้นการก่อตัวของแขนกังหันเท่านั้น แต่ยังรักษามันไว้ได้อย่างไม่มีกำหนดอีกด้วย

“เรากำลังเรียนรู้ว่าพวกมันก่อตัวเป็นแขนกังหัน” D'Onghia อธิบาย "ทฤษฎีในอดีตที่สนับสนุนแขนจะหมดไปพร้อมกับการกำจัดการก่อกวน แต่เราเห็นว่าเมื่อสร้างแขนขึ้นมาแล้ว จะสามารถคงอยู่ได้ด้วยตนเอง แม้ว่าการก่อกวนจะถูกขจัดออกไปก็ตาม นี่เป็นการพิสูจน์ว่าเมื่อแขนถูกสร้างขึ้นผ่านเมฆเหล่านี้ พวกมันก็สามารถดำรงอยู่ได้ ด้วยตนเองโดยอาศัยอิทธิพลของแรงโน้มถ่วง" แม้ว่าจะไม่มีความวุ่นวายอีกต่อไปก็ตาม"

แล้วกาแล็กซีคู่หูล่ะ? โครงสร้างเกลียวอาจเกิดจากการอยู่ใกล้พวกมันหรือไม่? การศึกษาใหม่ยังช่วยให้สามารถคำนวณและจำลองกาแลคซี "โดดเดี่ยว" ได้ด้วย อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่การวิจัยทั้งหมด ตามข้อมูลของ Vogelsberger และ Hernquist การจำลองที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์แบบใหม่มุ่งเน้นไปที่การทำความสะอาดข้อมูลเชิงสังเกต พวกเขามองดูเมฆโมเลกุลความหนาแน่นสูงและหลุมที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงในอวกาศอย่างใกล้ชิดซึ่งทำหน้าที่เป็น "กลไกที่ขับเคลื่อนการก่อตัวของแขนลักษณะเฉพาะของกาแลคซีกังหัน"

จนกระทั่งถึงตอนนั้น เรารู้ดีว่าโครงสร้างเกลียวไม่ใช่แค่อุบัติเหตุ แต่อาจเป็นรูปร่างที่พบบ่อยที่สุด

ธรรมชาติของการสั่น

โครงสร้างกังหันเป็นคุณลักษณะทั่วไปและเด่นชัดของกาแลคซีหลายแห่งซึ่งปัญหาธรรมชาติมีความสำคัญเป็นอันดับสองรองจากปัญหากิจกรรมของนิวเคลียสของกาแลคซีเท่านั้น นักวิจัยบางคนเชื่อว่าการสร้างแขนกังหันเกิดจากนิวเคลียส คนแรกที่ตั้งสมมติฐานนี้ (ย้อนกลับไปในปี 1928) คือ J. Ginet เขาเขียนว่า: “แต่ละความพยายามที่ไม่ประสบผลสำเร็จในการอธิบายต้นกำเนิดของแขนกังหัน ทำให้ยากต่อการต่อต้านสมมติฐานที่ว่าแขนกังหันเป็นสนามพลังที่เราไม่รู้จักโดยสิ้นเชิง ซึ่งสะท้อนถึงคุณสมบัติทางเมตริกใหม่ของอวกาศที่เรายังไม่ได้สัมผัสด้วยซ้ำ รับรู้." Gine ยอมรับว่าในนิวเคลียสของกาแลคซี "สสารจากมิติอื่นของมนุษย์ต่างดาวโดยสิ้นเชิงกำลังหลั่งไหลเข้าสู่จักรวาลของเรา" การไหลออกจากแกนกลางรวมกับการหมุนอาจทำให้เกิดแขนได้ อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับกองกำลังจากโลกอื่นเพื่ออธิบายโครงสร้างก้นหอย วงโคจรเป็นวงกลมของดวงดาวในดิสก์กาแลคซี การไม่มีการเคลื่อนที่ของสสารไปตามแขน ข้อเท็จจริงเหล่านี้เพียงอย่างเดียวทำให้คำอธิบายดังกล่าวไม่สามารถป้องกันได้ นอกจากนี้ตามกฎแล้วแขนไม่ได้เริ่มต้นที่บริเวณแกนกลาง แต่อยู่ห่างจากแกนหลายกิโลพาร์เซก อย่างไรก็ตาม Ginet เห็นได้ชัดว่าถูกต้องในสิ่งหนึ่ง: “ตราบใดที่แขนกังหันยังคงอธิบายไม่ได้ ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะรู้สึกมั่นใจในสมมติฐานและสมมติฐานใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับลักษณะอื่นๆ ของเนบิวลาที่ดูเหมือนจะคล้อยตามคำอธิบายได้ง่ายกว่า”

ความคิดเห็นสองประการเกี่ยวกับโครงสร้างเกลียว

เมื่อมองแวบแรก รูปแบบก้นหอยของกาแลคซีมีสาเหตุมาจากการหมุนรอบตัวเองของพวกมัน มีเพียงบริเวณใจกลางของกาแลคซีเท่านั้นที่หมุนเหมือน แข็งจากนั้นความเร็วเชิงมุมของการหมุนจะลดลงตามระยะห่างจากจุดศูนย์กลาง ดังนั้นกลุ่มดาวฤกษ์ใดๆ ที่มีขนาดใหญ่เพียงพอและหายากซึ่งมีแรงดึงดูดระหว่างดาวฤกษ์มีน้อย ก็ควรจะกลายเป็นชิ้นส่วนของแขนกังหันในที่สุด แต่ก่อนที่กาแลคซีจะทำการโคจรรอบหนึ่ง ดวงดาวที่มีความส่องสว่างสูงในส่วนแขนนี้จะดับลง และจะหายไปจากการมองเห็น ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างกังหันที่ได้เกิดขึ้นแล้วจะต้อง "เบลอ" เนื่องจากการหมุนกาแลคซีที่แตกต่างกันในการปฏิวัติสองสามครั้ง อย่างไรก็ตาม ในปี พ.ศ. 2519 นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน เอ็ม. มุลเลอร์ และ วี. อาร์เน็ต แสดงให้เห็นว่าหากกระบวนการก่อตัวดาวฤกษ์แพร่กระจายไปยังบริเวณข้างเคียง การหมุนรอบตัวเองของดาราจักรก็อาจก่อให้เกิดแขนกังหันที่ค่อนข้างยาวแม้ว่าจะไม่ปกตินัก แต่ก็มีแขนกังหันปรากฏขึ้นซ้ำๆ และหายไปตลอดอายุกาแล็กซีของมัน ดาวมวลมากก่อตัวในเมฆก๊าซเร็วขึ้นมากเมื่อเมฆนี้ประสบกับความกดดันที่เพิ่มขึ้น คลื่นอัดเกิดขึ้นหลังจากการระเบิดของซูเปอร์โนวาใกล้เคียงหรือการเผาไหม้ของดาว 0 ดวงที่เปล่งแสงอย่างแรง ดาวฤกษ์มวลมากที่เกิดในเมฆจะกลายเป็นซุปเปอร์โนวาหรือดาว 0 อย่างรวดเร็ว และหากมีเมฆก๊าซอื่นอยู่ใกล้ๆ กระบองการก่อตัวดาวก็จะถูกส่งต่อไป V. Baade พูดถึงความเป็นไปได้ของลักษณะการแพร่ระบาดของการก่อตัวดาวฤกษ์เมื่อหนึ่งในสี่ของศตวรรษที่ผ่านมา

U. Gerola และ F. Seiden (สหรัฐอเมริกา) ปรับปรุงแบบจำลองการก่อตัวของโครงสร้างเกลียวที่เสนอโดย Muller และ Arnet เพื่อให้เข้าใกล้ความเป็นจริงมากยิ่งขึ้น แบบจำลองนี้มีความน่าสนใจเนื่องจากอธิบายธรรมชาติของโครงสร้างกังหันด้วยกระบวนการและปรากฏการณ์ (การหมุนแบบดิฟเฟอเรนเชียลและการกำเนิดดาวฤกษ์ที่เป็นโรคระบาด) ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่ามีอยู่ในความเป็นจริง อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีคลื่นของโครงสร้างกังหัน ซึ่งฟื้นขึ้นมาในปี 1964 โดย Q. Lin และ F. Shu (USA) ผู้พัฒนาแนวคิดของ B. Lindblad กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ตามทฤษฎีคลื่น แขนกังหันเป็นคลื่นที่มีความหนาแน่นของสสารเพิ่มขึ้นซึ่งหมุนรอบใจกลางกาแลคซีในลักษณะวัตถุแข็ง เหมือนกับรูปแบบด้านบน คลื่นความหนาแน่นเคลื่อนที่โดยไม่มีสารใดๆ ติดตัวไปด้วย เช่น คลื่นเสียง หรือคลื่นบนผิวน้ำ ความเร็วที่แขนกังหัน (คลื่นความหนาแน่น) และสสาร (ดาวและก๊าซ) หมุนรอบใจกลางกาแลคซีโดยทั่วไปไม่ตรงกัน ใกล้กับศูนย์กลางมากพอ ก๊าซจะหมุนเร็วกว่าคลื่นความหนาแน่น และไหลจากด้านในไปยังแขนเกลียว หากความเร็วที่แตกต่างกันมากเพียงพอ คลื่นกระแทกจะเกิดขึ้นโดยความหนาแน่นของก๊าซเพิ่มขึ้นสิบเท่า และการอัดตัวของก๊าซนี้นำไปสู่การก่อตัวดาวมวลสูงที่รุนแรง นอกจากก๊าซแล้ว ฝุ่นยังกระจุกอยู่ที่ขอบด้านในของแขนกังหัน ซึ่งมองเห็นได้ในภาพถ่ายเป็นแถบสีเข้ม ข้อมูลดาราศาสตร์วิทยุยืนยันว่าความหนาแน่นของไฮโดรเจนสูงเป็นพิเศษในแถบมืดเหล่านี้

ความแตกต่างในอัตราการหมุนของรูปแบบกังหันและสสารกาแลคซีจะลดลงตามระยะห่างจากศูนย์กลางกาแลคซีจนกระทั่งอัตราเหล่านี้เท่ากันที่รัศมีโคโรตาชัน ยิ่งอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซี แขนกังหันหมุนเร็วกว่าดวงดาวและก๊าซที่จะชนกันที่ขอบด้านนอกของแขน (สมมติว่าแขนกังหันในกาแลคซีบิดเบี้ยวอยู่เสมอ) อย่างไรก็ตาม ใกล้กับรัศมีโคโรตาชัน แขนกังหันแทบจะมองไม่เห็น และเป็นการยากที่จะบอกว่าจะเกิดอะไรขึ้นนอกเหนือจากรัศมีนี้

ใกล้กับใจกลางกาแลคซีมากขึ้น ดาวฤกษ์อายุน้อยที่สุดควรจะรวมตัวกันที่ขอบด้านในของแขนซึ่งเป็นที่ที่พวกมันเกิด ดวงดาวหมุนรอบตัวเร็วกว่าปลอกแขน และแซงหน้ามัน จัดการให้มีอายุมากขึ้นและสว่างน้อยลงหรือไม่สามารถเข้าถึงกล้องโทรทรรศน์ของเราได้ กลายเป็นหลุมดำหรือดาวแคระขาว ดังนั้นใน ภาพตัดขวางแขนกังหันจะต้องมีความแตกต่าง (การไล่ระดับสี) ในยุคของดวงดาว ที่ขอบด้านในของแขนจะมีบริเวณที่มีก๊าซและฝุ่นหนาแน่นที่สุด ตามด้วยบริเวณการก่อตัวดาวฤกษ์และดาวฤกษ์อายุน้อย ที่ขอบด้านนอกของแขนซึ่งเป็นดาวที่เก่าแก่ที่สุดที่กระจุกตัวเข้าหาแขน

คลื่นความหนาแน่นชนิดหนึ่งสามารถสังเกตได้ในการเคลื่อนไหวของมดหากคุณขุดร่องตามเส้นทางของพวกมัน ในไม่ช้าความหนาแน่นของมดใกล้คูน้ำจะมากกว่าค่าเฉลี่ยตามเส้นทางมาก มดออกจากร่องค่อนข้างเร็ว แต่มีมดใหม่เข้ามาติดอยู่ในร่องมากขึ้นเรื่อย ๆ และบริเวณที่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นใกล้กับร่องยังคงอยู่ หากตอนนี้เราจินตนาการว่าร่องเคลื่อนไปตามเส้นทาง ความคล้ายคลึงกับคลื่นความหนาแน่นในกาแลคซีกังหันจะสมบูรณ์ยิ่งขึ้น คลื่นความหนาแน่นของกังหันสามารถเกิดขึ้นได้ในดาราจักรภายใต้อิทธิพลของการรบกวนของกระแสน้ำจากดาวเทียมใกล้เคียง หรือเป็นผลจากการเบี่ยงเบนจากสมมาตรตามแนวแกนในการกระจายตัวของดาวฤกษ์รอบใจกลางดาราจักร การเบี่ยงเบนเหล่านี้อาจมีเพียงเล็กน้อยจนไม่มีใครสังเกตเห็น ทฤษฎีคลื่นมีคำยืนยันที่น่าเชื่อหลายประการ ได้แก่ สัญญาณที่ไม่อาจปฏิเสธได้ของความหนาแน่นของก๊าซและฝุ่นที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วด้านหน้าขอบด้านในของแขนกังหันดาวฤกษ์ ซึ่งพบได้ในกาแลคซีหลายแห่ง และการเบี่ยงเบนขนาดใหญ่จากการหมุนแบบวงกลมที่เกี่ยวข้องกับ สนามโน้มถ่วงของแขน การเบี่ยงเบนเหล่านี้ถูกเปิดเผยโดยความเร็วแนวรัศมีของดาวฤกษ์ที่มีความส่องสว่างสูงในดาราจักรของเราและไฮโดรเจนที่เป็นกลางในดาราจักร M 81 ในกลุ่มดาวหมีใหญ่ เห็นได้ชัดว่ามีเพียงทฤษฎีคลื่นเท่านั้นที่สามารถอธิบายการมีอยู่ของกาแลคซี (แม้ว่าจะหายาก) ที่มีแขนเรียบยาวโดยไม่มีสัญญาณของการก่อตัวดาวฤกษ์ แทบไม่มีก๊าซในกาแลคซีดังกล่าว

เห็นได้ชัดว่าการก่อตัวของดาวฤกษ์ที่เป็นโรคระบาดสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีคลื่นความหนาแน่นของเกลียว ดาวมวลมากเจเนอเรชั่นแรกที่เกิดในคลื่นนี้ค่อนข้างสามารถมีอิทธิพลต่อเมฆก๊าซที่อยู่รอบๆ และแพร่ระบาดของการก่อตัวดาวฤกษ์ออกไปอีก ความท้าทายคือการทำความเข้าใจว่ากาแลคซีหรือบริเวณใดของโครงสร้างกังหันมีต้นกำเนิดจากคลื่นความหนาแน่น และที่ใดที่การหมุนรอบตัวเองและการกำเนิดดาวฤกษ์ที่เป็นโรคระบาด และเหตุใดกลไกเหล่านี้จึงมีอิทธิพลเหนือกาแลคซีแห่งใดแห่งหนึ่ง ดูเหมือนง่ายที่สุดในการค้นหาธรรมชาติของแขนกังหันโดยการค้นหาการไล่ระดับอายุของดาวอายุน้อยในบริเวณหน้าตัดของแขน แต่ในกาแลคซีห่างไกล การค้นหาเช่นนี้ไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่แน่ชัด ส่วนใหญ่น่าจะเกิดจากความยากในการตีความข้อมูลการวัดแสงและความละเอียดต่ำ และในกาแลคซีของเรา ก็มีอุปสรรคอย่างมากจากการเลือกสังเกตการณ์และความไม่ถูกต้องในความรู้เกี่ยวกับระยะทาง นอกจากนี้ในดิสก์ของกาแล็กซีเนื่องจากการดูดกลืนแสงระหว่างดวงดาวระยะทางที่กล้องโทรทรรศน์แสงสามารถเข้าถึงได้มักจะไม่เกิน 4-5 kpc นั่นคือพื้นที่ที่ครอบคลุมไม่เกิน 10% ของพื้นที่ดิสก์ นักวิจัยบางคนถึงกับเชื่อว่าดาวฤกษ์อายุน้อยและกระจุกดาวในบริเวณใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์กระจายตัวเป็นส่วนใหญ่ตามรัศมีที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ แต่การกระจายตัวนี้สะท้อนให้เห็นถึงอิทธิพลของการคัดเลือกจากการสังเกต และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการมีอยู่ของเมฆฝุ่นขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้ความสว่างของวัตถุที่อยู่ด้านหลังลดลงอย่างมาก ในกาแล็กซีของเรา เราเป็นเหมือนนักเดินทางในป่าทึบ เราไม่สามารถมองเห็นป่าไม้ได้เพราะต้นไม้ แต่สัมพันธ์กับกาแล็กซีอันห่างไกล เราบินอยู่เหนือป่าสูงเกินกว่าจะแยกแยะประเภทของต้นไม้หรือภูมิประเทศได้ เราต้องศึกษากาแลคซีที่ใกล้ที่สุดซึ่งมีดาวฤกษ์แต่ละดวงให้เราได้ ซึ่งเราสามารถศึกษาคุณลักษณะของดาวฤกษ์เหล่านี้ และสร้างความสัมพันธ์ของพวกมันกับองค์ประกอบของโครงสร้างกาแลคซีได้อย่างไม่น่าสงสัย ประสิทธิผลของการศึกษากาแลคซีใกล้เคียงได้รับการยืนยันจากประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์ทั้งหมดของศตวรรษที่ 20

กุญแจสำคัญของปัญหาอยู่ที่กาแลคซีใกล้เคียง

ทุกวันนี้เมื่อนักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์มุ่งความสนใจไปที่ขอบเขตของจักรวาล พวกเขาเริ่มลืมไปว่าภาพทางดาราศาสตร์ของโลกนั้นเกิดขึ้นอย่างแม่นยำจากการศึกษากาแลคซีใกล้เคียง โดยเฉพาะเนบิวลาแอนโดรเมดา (M31) และกาแลคซีใน กลุ่มดาวสามเหลี่ยม (M 33) ในท้ายที่สุด ในปี พ.ศ. 2466 นักดาราศาสตร์หนุ่มแห่งหอดูดาวเมาท์วิลสัน อดีตนักมวยและทนายความ อี. ฮับเบิล ขณะค้นหาดาวดวงใหม่ได้ค้นพบเซเฟอิดดวงแรกในเนบิวลาแอนโดรเมดาและ ปีต่อมา เมื่อใช้ความสัมพันธ์ระหว่างคาบกับเซเฟอิด 12 ดวง เขาประมาณระยะห่างจาก "เนบิวลา" นี้ ปรากฎว่าขนาด องค์ประกอบ และโครงสร้างเป็นดาราจักรเดียวกับดาราจักรของเราที่มีพื้นฐานมาจากดาราจักรใกล้เคียงอย่างฮับเบิล จากนั้นสามารถระบุระยะทางไปยังกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลได้ และในปี 1929 แสดงให้เห็นว่าการเลื่อนสีแดงในสเปกตรัมของกาแลคซีนั้นแปรผันตามระยะทางของมันจากเรา ดังนั้น จักรวาลจึงเต็มไปด้วยกาแลคซีและกำลังขยายตัวพิสูจน์ให้เห็นถึงสิ่งนี้จนถึงทุกวันนี้ ความสำเร็จทางดาราศาสตร์ครั้งใหญ่ที่สุดแห่งศตวรรษที่ 20 ซึ่งเป็นรากฐานอันมั่นคงของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ

การเกิดขึ้นของแนวคิดพื้นฐานของประชากรดาวฤกษ์ยังเกี่ยวข้องกับการศึกษากาแลคซีใกล้เคียงด้วย ในปี พ.ศ. 2486 W. Baade ค้นพบว่าใจกลางของ M 31 ประกอบด้วยดาวฤกษ์แบบเดียวกับกระจุกดาวทรงกลมเก่า ในที่สุดก็เห็นได้ชัดว่าประชากรอายุน้อยที่ฉัน "อาศัยอยู่" ในดิสก์และแขนกังหันของกาแลคซี และประชากรเก่า II "อาศัยอยู่" ในมงกุฎและบริเวณใจกลางของกาแลคซีกังหัน ในกระจุกทรงกลมและกาแลคซีทรงรี ไม่กี่ปีต่อมา Baade พบว่าแขนกังหันของ M 31 ไม่เพียงแต่มีดาวฤกษ์ที่มีความสว่างสูงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฝุ่นด้วย เช่นเดียวกับบริเวณของไฮโดรเจน H II ที่แตกตัวเป็นไอออน การศึกษาภูมิภาค H II ในกาแล็กซีของเรา V. Morgan และผู้ร่วมงานของเขาได้รับข้อมูลที่เชื่อถือได้ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2495 เกี่ยวกับการแปลส่วนของแขนกังหันในบริเวณใกล้กับดวงอาทิตย์

การศึกษาแขนกังหันในกาแลคซีใกล้เคียงยังยืนยันด้วยว่าเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ (ประกอบด้วยโมเลกุลไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่) กระจุกตัวอยู่ในแขน เมฆเหล่านี้ถูกค้นพบในกาแล็กซีของเราในปี พ.ศ. 2518-2519 และจนถึงปี 1981 นักวิจัยบางคนเชื่อว่าเมฆโมเลกุล "ไม่แยแส" กับโครงสร้างกังหัน ในขณะที่คนอื่นๆ เชื่อว่าเมฆโมเลกุลรวมตัวกันอยู่ในแขนกังหัน และมีเพียงการศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างเกลียวของ M 31 เท่านั้นที่ทำให้สามารถพิสูจน์ได้ว่าเมฆโมเลกุลล้อมรอบแขนเช่นเดียวกับไฮโดรเจนของอะตอม เมฆก่อตัวเป็นแขนกังหันและถูกทำลายโดยรังสีจากดาว 0 ดวงที่เกิดในนั้น และเนื่องจากมวลของก๊าซที่ไม่ได้ใช้ในการก่อตัวดาวฤกษ์มักจะมากกว่ามวลดาวฤกษ์ทั้งหมดอย่างมีนัยสำคัญ กลุ่มดาวฤกษ์ที่เหลืออยู่หลังจากการขยายตัวของก๊าซกลายเป็นความไม่เสถียรจากแรงโน้มถ่วง ซึ่งอธิบายการเสื่อมสลายของการเชื่อมโยงแบบ 0 - ทำให้บริสุทธิ์ กลุ่มดาวรุ่ง.

การค้นหาการไล่ระดับอายุของดาวฤกษ์ในแขนกังหันยังมีโอกาสประสบความสำเร็จมากที่สุดในกาแลคซีใกล้เคียง นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศสเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่พยายามทำเช่นนี้ ใน M 33 พวกเขาพบหลักฐานของการไล่ระดับอายุเฉพาะในส่วนของแขนกังหันด้านใต้ที่อยู่ใกล้กับใจกลางกาแลคซีมากที่สุด สัญญาณเหล่านี้ (ความเข้มข้นของฝุ่นที่โดดเด่นและบริเวณ H II ที่ขอบด้านในของแขน) แสดงออกได้ค่อนข้างน้อย และไฮโดรเจนที่เป็นกลาง (H I) กลับกลายเป็นว่าหนาแน่นที่สุดไม่ได้อยู่ที่ขอบ แต่อยู่ใกล้ตรงกลางแขน แขนกังหันของ M 33 ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่ค่อนข้างสั้น ดาวฤกษ์ที่มีความส่องสว่างสูงจำนวนมากตั้งอยู่นอกแขน ดังนั้นบทบาทหลักในการก่อตัวของโครงสร้างกังหันของกาแลคซีนี้ไม่ควรเป็นของคลื่นความหนาแน่น แต่เป็นของการหมุนวนและการแพร่ระบาดที่แตกต่างกัน การก่อตัวของดาว

รูปแบบก้นหอยที่ชัดเจนเห็นได้ชัดเจนในกาแลคซี M31 แต่การศึกษาอย่างละเอียดมาเป็นเวลานานดูเหมือนจะไม่มีท่าว่าจะดี เนื่องจากมุมที่เล็กระหว่างระนาบของกาแลคซีกับแนวสายตา การถอดรหัสโครงสร้างกังหันจึงเป็นเรื่องยากมาก และการถกเถียงยังคงดำเนินต่อไปไม่เพียงแต่เกี่ยวกับจำนวนแขนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงจำนวนแขนด้วย และเกี่ยวกับการวางแนวที่สัมพันธ์กับทิศทางการหมุนของกาแลคซี ตามที่ผู้เขียนระบุ แม้แต่ภาพถ่ายยังแสดงให้เห็นว่าแขนยื่นออกตามเข็มนาฬิกาจากแกนกลางของ M 31 และเนื่องจากกาแลคซีหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม เกลียวจึงบิดเบี้ยว สมมติฐานนี้ได้รับการยืนยันจากรูปร่างของเส้นใยฝุ่นใกล้กับแกนกลางของ M 31 และการกระจายตัวของไฮโดรเจนที่เป็นกลางซึ่งอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซี ไม่ว่าในกรณีใด การแปลส่วนของแขนหลาย ๆ ส่วนใน M ​​31 นั้นไม่คลุมเครือ ดังนั้น จึงสามารถเปรียบเทียบคุณลักษณะของโครงสร้างได้กับการทำนายของทฤษฎีคลื่น

กายวิภาคของปลอกเกลียว

ใน “มุม” ทางตะวันตกเฉียงใต้ของดาราจักร M 31 มองเห็นส่วนของแขนกังหันที่ Baade กำหนดให้เป็น S 4 ได้ชัดเจน มันตัดแกนหลักของดาราจักรที่ระยะห่าง 50 นิ้วจากศูนย์กลาง ในข้อนี้ จริงๆ แล้วลำดับของอายุที่ทำนายไว้โดยทฤษฎีคลื่นนั้น ก่อนที่แถบฝุ่นอันทรงพลังจะมองเห็นได้ที่ขอบของมัน ของ H II พบได้เกือบเฉพาะที่ขอบด้านในของแขน ดังนั้น ดาว 0 ที่อายุน้อยที่สุดและร้อนที่สุดจึงรวมตัวกันอยู่ที่นี่ ก่อตัวขึ้นในเมฆที่หนาแน่นที่สุดและเย็นที่สุด และในเมฆโมเลกุลนั้นตรงตามเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวดาวฤกษ์ กระบวนการนี้เริ่มต้นที่ด้านหน้าของขอบของปลอกซึ่งมีความหนาแน่นเป็นกลางและมีไฮโดรเจนระดับโมเลกุลสูงสุด และ ในเขต H II ที่ขอบสุด ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากที่สุดได้ก่อตัวขึ้นแล้ว ที่นี่ส่องแสง 0 ดาว ซึ่งมีอายุไม่เกิน 10^6 ปี

แทบจะไม่มีโซน H II เลยไปจากขอบแขน เนื่องจากเมื่อเคลื่อนที่จากขอบแขน ดาว 0 จึงมีเวลาในการวิวัฒนาการและกลายเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ จะสะดวกกว่าในการศึกษาการไล่ระดับอายุของดวงดาวในหน้าตัดของแขนกังหัน S 4 ในบริเวณที่แขนกางออกนั่นคือใกล้กับแกนเอก ในกรณีนี้ เส้นสายตาจะมุ่งตรงไปตามแขนเกือบพอดี และระยะห่างของดวงดาวจากขอบด้านในจะถูกกำหนดอย่างมั่นใจยิ่งขึ้น ในภูมิภาคของแขน S 4 นี้ ผู้เขียนบทความร่วมกับ G.R. Ivanov สมาชิกของภาควิชาดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยโซเฟีย วัดขนาดปรากฏของดวงดาวบนจานที่ได้รับด้วยแผ่นสะท้อนแสง 2 เมตรของ National หอดูดาวดาราศาสตร์ของ NRB เมื่อทราบระยะห่างถึง M 31 และคำนึงถึงการดูดกลืนแสงระหว่างดวงดาว จึงเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนจากขนาดดาวฤกษ์ที่มองเห็นไปเป็นขนาดสัมบูรณ์ได้ ดังนั้นจึงพบความส่องสว่างของดวงดาว แขนกังหันของ S 4 ถูกถ่ายภาพซ้ำแล้วซ้ำอีกบน 5- ตัวสะท้อนแสงเมตรโดย Baade ผู้ศึกษาดาวแปรแสงในปี พ.ศ. 2493-2495 M31 โชคดีที่มีเซเฟอิดจำนวนมากในหมู่ตัวแปร สำหรับพวกเขา มีความสัมพันธ์แบบคาบเวลา (ตามข้อมูลเชิงสังเกต ผู้เขียนบทความได้รับในปี พ.ศ. 2507) ) ซึ่งอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลมากจะเข้าสู่ระยะเซเฟอิดอย่างรวดเร็วและมีคาบการเต้นเป็นจังหวะนานขึ้นในบางภูมิภาคของกาแลคซีซึ่งมีการกระจายตัวของเซเฟอิดในยุคต่าง ๆ จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างประวัติศาสตร์การกำเนิดดาวขึ้นมาใหม่ที่นี่ ช่วงเวลาจาก 10 (ช่วงการเต้นเป็นจังหวะ 50 วัน) ถึง 90 (ช่วงการเต้นเป็นจังหวะ 2 วัน) ล้านปีก่อน

ในแขน S 4 ความส่องสว่างของดวงดาวถาวรและคาบเซเฟอิด ซึ่งสูงสุดสำหรับระยะห่างจากขอบของแขนที่กำหนด จะลดลงตามระยะห่างจากมัน นี่คือการไล่ระดับอายุ เนื่องจากความส่องสว่างสูงสุดของดาวฤกษ์และคาบของเซเฟอิดส์ขึ้นอยู่กับอายุ ความเร็วในการหมุนของรูปแบบเกลียว (คลื่นความหนาแน่น) ใน M31 เป็นเท่าใด ที่ขอบด้านนอกของแขน S 4 ซึ่งอยู่ห่างจากขอบด้านในประมาณ 2.5 kpc อายุของดาวอายุน้อยที่สุดจะอยู่ที่ประมาณ (2-2.5)*10^7 ปี ในช่วงเวลานี้ ดาวฤกษ์ที่ถือกำเนิดขึ้นตามสมมติฐานเบื้องต้นของทฤษฎีคลื่น ที่ขอบด้านในของแขน สามารถข้ามมันไปได้ เนื่องจากความเร็วของพวกมันเกินกว่าความเร็วของการหมุนในสถานะของแข็งของรูปแบบเกลียว เมื่อทราบความกว้างของแขน (2.5 kpc) และเวลาที่ดวงดาวใช้ในการข้าม เราสามารถประมาณความแตกต่างในอัตราการหมุนของรูปแบบก้นหอยและดวงดาวได้

เนื่องจากทราบความเร็วของดวงดาวจากการสังเกตการณ์ ตอนนี้เราสามารถหาความเร็วเชิงมุมของการหมุนของรูปแบบกังหันใน M31 ได้ มีค่าเป็น 10 กม./วินาที ต่อ 1 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ค่านี้อาจลดลงได้ถึง 50% แต่อาจเป็นค่าประมาณอัตราการหมุนของรูปแบบกังหันในปัจจุบันที่เชื่อถือได้มากที่สุดในกาแลคซีอื่น ด้วยค่านี้ รัศมีโคโรตาชันใน M31 ซึ่งดาวฤกษ์ไม่มีการเคลื่อนที่สัมพันธ์กับแขนกังหันและไม่ควรมีไล่ระดับอายุจะอยู่ที่ประมาณ 20 kpc ที่ระยะห่างจากศูนย์กลางกาแลคซีประมาณนี้จะมีแขนกังหัน S 6 ในนั้น ดาวที่สว่างที่สุดจะมีแถบกว้าง 100-200 ชิ้น แต่ไม่ได้อยู่ที่ขอบด้านในของแขนเหมือนใน S 4 แต่ตรงกลางนั้นมีการกระจายตัวของดวงดาวในหน้าตัดของแขน S 6 แบบสมมาตร ไม่มีการไล่ระดับอายุสำหรับดวงดาวในแขน S 6 แขนนี้อาจมีอยู่เพียงเพราะบริเวณที่ก่อตัวดาวถูกยืดออกโดยการหมุนที่แตกต่างกัน

แขนเกลียวใน M31 และในกาแล็กซี่

ดังนั้น สถานการณ์ในภาคกลางและตะวันออกเฉียงใต้ของแขน S 4 ในกาแลคซี M31 จึงอธิบายได้อย่างสมบูรณ์ด้วยทฤษฎีคลื่นและแนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับกำเนิดดาวฤกษ์มวลมาก ทางตอนเหนือของสาขา S4 สถานการณ์มีความซับซ้อนมากขึ้น นี่คือกลุ่มดาวขนาดยักษ์ที่มีความสว่างสูง NGC 206 ซึ่งมีความสว่างเป็นอันดับสองรองจากใจกลางของ M 31 และดาวเทียมรูปวงรี M 32 และ NGC 205 เหตุใดดาวฤกษ์ที่มีมวลมากที่สุดจึงก่อตัวในภูมิภาคนี้ ความหนาแน่นของก๊าซที่ด้านหน้าขอบด้านในของแขนใกล้กับ NGC 206 นั้นต่ำกว่ามาก และโซน H II จะกระจัดกระจายแบบสุ่มแทนที่จะกระจุกตัวอยู่ใกล้ขอบด้านใน ทางเหนือของ NGC 206 แขน S 4 หายไปโดยสิ้นเชิงในระยะไกล แม่นยำยิ่งขึ้น ตำแหน่งของก๊าซ ดาวฤกษ์ที่มีความสว่างสูง และเส้นฝุ่นมีความสัมพันธ์กันเพียงเล็กน้อย นี่คือภูมิภาค Baade หมายถึงเมื่อเขากล่าวว่าแขนกังหันบางครั้งมีพฤติกรรมเหมือนกิ้งก่า เปลี่ยนจากฝุ่นเป็นดาวและในทางกลับกัน

คุณลักษณะของกลุ่มดาวยักษ์ NGC 206, การแยกแขน S 4 ที่อยู่ใกล้เคียง และลักษณะของสะพานที่ทอดยาวไปยังแขนข้างเคียง ยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างครบถ้วน บางทีทั้งหมดนี้อาจเป็นเพราะอิทธิพลของดาราจักรทรงรี M 32 ซึ่งเป็นดาราจักรรีที่ใกล้ชิดกับโครงสร้างกังหันของ M 31 นอกจากนี้ยังสามารถสันนิษฐานได้ว่าสสารนี้เป็นเพียงมวลขนาดใหญ่ของคอมเพล็กซ์นี้ซึ่งทำให้มันเกือบจะ เป็นอิสระจากเงื่อนไขในแขนกังหันและในทางกลับกันก็มีอิทธิพลต่อพวกมัน อย่างไรก็ตาม เป็นที่ชัดเจนว่าทำไมทางตอนใต้ของ NGC 206 แขนกังหัน S 4 จึงแสดงการไล่ระดับอายุที่เด่นชัดเช่นนี้ ความเร็วของการบรรจบกันของปลอกและก๊าซที่ไหลเข้าไปจะยิ่งมากขึ้น มุมของการบิดของปลอกก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น "และปลอกก็จะยิ่งอยู่ห่างจากรัศมีโคโรตาชันมากขึ้น ในส่วนกลางของ S 4 มุมของการบิด เกือบจะสูงสุดใน M ​​31 (ประมาณ 25° ในขณะที่โดยเฉลี่ยใน M 31 ประมาณ 10°) ดังนั้นความเร็วของการโจมตีของก๊าซจึงสูงมาก เพิ่มขึ้น 10-30 เท่า ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากต่อการกำเนิดดาวฤกษ์ โดยหลักแล้วคือการก่อตัวของดาวฤกษ์มวลมากซึ่งพบที่ขอบด้านใน S 4 มีมากเป็นพิเศษ นอกแขนนี้แทบจะไม่มีดาวมวลมากเลยแม้แต่เซเฟอิดส์ด้วย

โดยเฉลี่ยแล้ว แขน S4 อยู่ห่างจากศูนย์กลางของ M31 เท่ากันกับที่ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซี (ประมาณ 9 kpc) แต่มีความแตกต่างอย่างมากระหว่างการกระจายตัวของเซเฟอิดในสองภูมิภาคนี้ บริเวณใกล้ดวงอาทิตย์ในวงกลมที่มีรัศมี 3-4 kpc ไม่มีช่องว่างที่กว้างใหญ่และปราศจากเซเฟอิดเท่าที่สังเกตได้จากทั้งสองด้านของแขน S 4 คำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดน่าจะเป็นความใกล้ชิด ของดวงอาทิตย์ถึงรัศมีโคโรเตชันของดาราจักร เนื่องจากการกำเนิดดาวฤกษ์ในบริเวณใกล้เคียงของเรามีค่าต่ำขึ้นอยู่กับคลื่นความหนาแน่นอ่อนที่นี่ มีเพียงดาวฤกษ์และกระจุกดาวอายุน้อยที่สุดเท่านั้นที่ติดตามส่วนแขนกังหันรอบดวงอาทิตย์ เห็นได้ชัดว่าเซเฟอิดกระจุกตัวอยู่เฉพาะในส่วนของแขนคารินา-ราศีธนู ซึ่งตั้งอยู่ใกล้ใจกลางกาแล็กซีมากกว่า (และอยู่ห่างจากรัศมีโคโรตาชัน) ดังนั้นค่ารัศมีโคโรเตชันในกาแล็กซีคือ 10-12 kpc ค่าของรัศมีโคโรตาชันนี้สอดคล้องกับแบบจำลองของคลื่นความหนาแน่นของเกลียวก้นหอยที่ถูกตื่นเต้นจากการเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากสมมาตรตามแนวแกนในการกระจายมวลใกล้ศูนย์กลางกาแลคซี ด้วยรัศมีโคโรเตชัน 10-12 kpc ความเร็วเชิงมุมของการหมุนของรูปแบบเกลียวคือ 20-24 km/s ต่อ 1 kpc แบบจำลองนี้ได้รับการยืนยันโดยการศึกษาจลนศาสตร์ของ Cepheid ดำเนินการโดย Yu. N. Mishurov, E. D. Pavlovskaya และ A. A. Suchkov และจากข้อมูลของ L. S. Marochnik เห็นได้ชัดว่าไม่ใช่โดยบังเอิญที่สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นบนโลกอย่างแม่นยำใกล้กับดวงอาทิตย์ซึ่งอยู่ใกล้กับรัศมีโคโรตาชัน ในกรณีนี้ ช่วงเวลาระหว่างการชนดาวดวงหนึ่งต่อเนื่องกันในคลื่นความหนาแน่นนั้นมีค่ามาก (ในรัศมีมาก - ยาวอย่างไม่จำกัด) และการเผชิญหน้ากับคลื่นความหนาแน่นก็น่าจะสร้างหายนะให้กับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด หากเพียงเพราะ การระเบิดของซูเปอร์โนวาบ่อยครั้งในบริเวณกำเนิดดาว และเพื่อให้นักดาราศาสตร์ปรากฏบนโลกนี้ ต้องใช้เวลาหลายพันล้านปีในการพัฒนาชีวิตอย่างเงียบ ๆ บนดาวเคราะห์ดวงนี้...

จักรวาลที่เราพยายามศึกษานั้นเป็นอวกาศอันกว้างใหญ่และไม่มีที่สิ้นสุดซึ่งมีดวงดาวหลายสิบแสนล้านล้านดวงรวมตัวกันอยู่ในกลุ่มบางกลุ่ม โลกของเราไม่ได้อยู่ได้ด้วยตัวเอง เราเป็นส่วนหนึ่งของ ระบบสุริยะซึ่งเป็นอนุภาคขนาดเล็กและเป็นส่วนหนึ่งของทางช้างเผือกซึ่งเป็นกลุ่มก่อตัวในจักรวาลที่ใหญ่กว่า

โลกของเรา เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ของทางช้างเผือก ดาวของเราเรียกว่าดวงอาทิตย์ เช่นเดียวกับดาวดวงอื่น ๆ ของทางช้างเผือก เคลื่อนที่ในจักรวาลตามลำดับที่แน่นอนและครอบครองสถานที่ที่กำหนด ลองทำความเข้าใจในรายละเอียดเพิ่มเติมว่าโครงสร้างของทางช้างเผือกคืออะไรและคุณสมบัติหลักของกาแลคซีของเราคืออะไร?

กำเนิดทางช้างเผือก

กาแลคซีของเรามีประวัติศาสตร์เป็นของตัวเอง เช่นเดียวกับพื้นที่อื่นๆ ในอวกาศ และเป็นผลจากภัยพิบัติในระดับสากล ทฤษฎีหลักของการกำเนิดจักรวาลที่ครอบงำชุมชนวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันคือบิ๊กแบง แบบจำลองที่แสดงลักษณะทฤษฎีได้อย่างสมบูรณ์แบบ บิ๊กแบง- ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ในระดับจุลภาค ในขั้นต้น มีสสารบางชนิดที่เริ่มเคลื่อนไหวและระเบิดทันทีด้วยเหตุผลบางประการ ไม่จำเป็นต้องพูดถึงเงื่อนไขที่นำไปสู่การเกิดปฏิกิริยาระเบิด สิ่งนี้อยู่ไกลจากความเข้าใจของเรา ปัจจุบัน จักรวาลซึ่งก่อตัวเมื่อ 15 พันล้านปีก่อนอันเป็นผลมาจากความหายนะ เป็นรูปหลายเหลี่ยมขนาดใหญ่และไม่มีที่สิ้นสุด

ผลิตภัณฑ์หลักของการระเบิดเริ่มแรกประกอบด้วยการสะสมและกลุ่มก๊าซ ต่อจากนั้นภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงและกระบวนการทางกายภาพอื่น ๆ การก่อตัวของวัตถุขนาดใหญ่กว่าในระดับสากลก็เกิดขึ้น ทุกสิ่งทุกอย่างเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วตามมาตรฐานจักรวาล เป็นเวลากว่าพันล้านปี ประการแรกคือการก่อตัวของดาวฤกษ์ ซึ่งก่อตัวเป็นกระจุกดาวและต่อมารวมกันเป็นกาแลคซี โดยไม่ทราบจำนวนที่แน่นอน ในแง่ขององค์ประกอบ สสารกาแลคซีคืออะตอมของไฮโดรเจนและฮีเลียมที่อยู่ร่วมกับองค์ประกอบอื่น ๆ ได้แก่ วัสดุก่อสร้างสำหรับการก่อตัวของดาวฤกษ์และวัตถุอวกาศอื่นๆ

ไม่สามารถบอกได้อย่างแน่ชัดว่าทางช้างเผือกอยู่ที่ไหนในจักรวาล เนื่องจากไม่ทราบจุดศูนย์กลางที่แน่นอนของจักรวาล

เนื่องจากความคล้ายคลึงกันของกระบวนการที่ก่อให้เกิดจักรวาล กาแล็กซีของเราจึงมีโครงสร้างคล้ายกันมากกับกาแล็กซีอื่นๆ อีกมากมาย ตามประเภทของมันเป็นดาราจักรกังหันทั่วไปซึ่งเป็นวัตถุประเภทหนึ่งที่แพร่หลายในจักรวาลเป็นจำนวนมาก ในแง่ของขนาด กาแล็กซีอยู่ในค่าเฉลี่ยสีทอง ไม่เล็กหรือใหญ่ กาแลคซีของเรามีดาราจักรเพื่อนบ้านที่เล็กกว่าดาราจักรที่มีขนาดมหึมามากมาย

อายุของกาแลคซีทั้งหมดที่มีอยู่ในอวกาศก็เท่ากัน กาแล็กซีของเรามีอายุเกือบเท่ากับจักรวาลและมีอายุ 14.5 พันล้านปี ในช่วงเวลาอันยาวนานนี้ โครงสร้างของทางช้างเผือกได้เปลี่ยนแปลงไปหลายครั้ง และสิ่งนี้ยังคงเกิดขึ้นอยู่จนทุกวันนี้ แทบจะมองไม่เห็นเลย เมื่อเปรียบเทียบกับจังหวะของชีวิตบนโลก

มีเรื่องราวน่าสงสัยเกี่ยวกับชื่อกาแล็กซีของเรา นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าชื่อทางช้างเผือกนั้นเป็นตำนาน นี่เป็นความพยายามที่จะเชื่อมโยงตำแหน่งของดวงดาวบนท้องฟ้าของเรากับตำนานกรีกโบราณเกี่ยวกับบิดาของเทพเจ้าโครนอสผู้กลืนกินลูก ๆ ของเขาเอง ลูกคนสุดท้ายที่ประสบชะตากรรมเดียวกันก็ผอมลงจึงมอบให้นางพยาบาลไปเลี้ยง ระหว่างการให้นม นมก็กระเด็นไปบนท้องฟ้า ทำให้เกิดเป็นรอยทางน้ำนม ต่อจากนั้น นักวิทยาศาสตร์และนักดาราศาสตร์ทุกยุคทุกสมัยและประชาชนต่างเห็นพ้องต้องกันว่ากาแล็กซีของเรานั้นคล้ายคลึงกับถนนนมมากจริงๆ

ขณะนี้ทางช้างเผือกอยู่ระหว่างวงจรการพัฒนา กล่าวอีกนัยหนึ่ง ก๊าซจักรวาลและวัสดุที่ก่อตัวดาวดวงใหม่กำลังจะหมดลง ดาวฤกษ์ที่มีอยู่ยังอายุน้อยอยู่ เช่นเดียวกับในเรื่องดวงอาทิตย์ที่อาจกลายเป็นยักษ์แดงในอีก 6-7 พันล้านปี ลูกหลานของเราจะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของดาวดวงอื่นๆ และกาแล็กซีทั้งหมดโดยรวมเป็นลำดับสีแดง

กาแล็กซีของเราอาจหยุดดำรงอยู่อันเป็นผลจากหายนะสากลครั้งใหม่ หัวข้อการวิจัยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามุ่งเน้นไปที่การพบกันของทางช้างเผือกกับเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของเราคือกาแล็กซีแอนโดรเมดาในอนาคตอันไกลโพ้น มีแนวโน้มว่าทางช้างเผือกจะแบ่งออกเป็นดาราจักรเล็กๆ หลายแห่งหลังจากพบกับดาราจักรแอนโดรเมดา ไม่ว่าในกรณีใด นี่จะเป็นสาเหตุของการเกิดขึ้นของดาวดวงใหม่และการสร้างอวกาศที่อยู่ใกล้เราที่สุดขึ้นมาใหม่ เราเดาได้แค่ว่าชะตากรรมของจักรวาลและกาแล็กซีของเราจะเป็นอย่างไรในอนาคตอันไกลโพ้น

พารามิเตอร์ทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของทางช้างเผือก

เพื่อที่จะจินตนาการว่าทางช้างเผือกมีหน้าตาเป็นอย่างไรในระดับจักรวาล ก็เพียงพอแล้วที่จะพิจารณาจักรวาลและเปรียบเทียบแต่ละส่วนของมัน กาแล็กซีของเราเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มย่อยซึ่งจะเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มท้องถิ่นอีกด้วย การศึกษาขนาดใหญ่- ที่นี่มหานครแห่งจักรวาลของเราอยู่ติดกับกาแลคซีแอนโดรเมดาและสามเหลี่ยม ทั้งสามถูกล้อมรอบด้วยกาแลคซีขนาดเล็กมากกว่า 40 แห่ง กลุ่มท้องถิ่นเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มดาวที่ใหญ่กว่าอยู่แล้วและเป็นส่วนหนึ่งของกระจุกดาวราศีกันย์ บางคนแย้งว่านี่เป็นเพียงการคาดเดาคร่าวๆ ว่ากาแล็กซีของเราอยู่ที่ไหน ขนาดของการก่อตัวนั้นใหญ่โตจนแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการได้ทั้งหมด วันนี้เรารู้ระยะทางถึงกาแลคซีใกล้เคียงที่ใกล้ที่สุด วัตถุในห้วงอวกาศอื่นๆ อยู่นอกสายตา การดำรงอยู่ของพวกมันได้รับอนุญาตในทางทฤษฎีและทางคณิตศาสตร์เท่านั้น

ตำแหน่งของกาแลคซีกลายเป็นที่รู้จักก็ต้องขอบคุณการคำนวณโดยประมาณซึ่งกำหนดระยะทางไปยังเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด ดาวเทียมของทางช้างเผือกเป็นกาแลคซีแคระ - เมฆแมเจลแลนเล็กและใหญ่ ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า โดยรวมแล้วมีกาแลคซีบริวารมากถึง 14 กาแลคซีที่ก่อตัวเป็นพาหนะคุ้มกันของราชรถจักรวาลที่เรียกว่าทางช้างเผือก

ในส่วนของโลกที่มองเห็นได้ ปัจจุบันมีข้อมูลเพียงพอว่ากาแล็กซีของเรามีหน้าตาเป็นอย่างไร แบบจำลองที่มีอยู่และแผนที่ทางช้างเผือกนั้นถูกรวบรวมบนพื้นฐานของการคำนวณทางคณิตศาสตร์ซึ่งเป็นข้อมูลที่ได้รับจากการสังเกตทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ร่างกายของจักรวาลหรือชิ้นส่วนของกาแล็กซีแต่ละชิ้นเข้ามาแทนที่ มันเหมือนกับอยู่ในจักรวาลเพียงในระดับที่เล็กกว่าเท่านั้น พารามิเตอร์ทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของมหานครแห่งจักรวาลของเรานั้นน่าสนใจและน่าประทับใจ

ดาราจักรของเราเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยมีคาน ซึ่งถูกกำหนดบนแผนที่ดาวโดยดัชนี SBbc เส้นผ่านศูนย์กลางของดิสก์กาแลคซีทางช้างเผือกอยู่ที่ประมาณ 50-90,000 ปีแสงหรือ 30,000 พาร์เซก สำหรับการเปรียบเทียบ รัศมีของกาแลคซีแอนโดรเมดาคือ 110,000 ปีแสงตามขนาดจักรวาล เราคงจินตนาการได้แค่ว่าเพื่อนบ้านของเราใหญ่กว่าทางช้างเผือกมากแค่ไหน ขนาดของกาแลคซีแคระที่อยู่ใกล้กับทางช้างเผือกมากที่สุดนั้นเล็กกว่ากาแลคซีของเราหลายสิบเท่า เมฆแมเจลแลนมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 7-10,000 ปีแสง มีดาวฤกษ์ประมาณ 200-400 พันล้านดวงในวัฏจักรดาวฤกษ์ขนาดมหึมานี้ ดาวเหล่านี้รวมตัวกันเป็นกระจุกและเนบิวลา ส่วนสำคัญของมันคือแขนของทางช้างเผือกซึ่งระบบสุริยะของเราตั้งอยู่

ส่วนที่เหลือเป็นสสารมืด กลุ่มก๊าซคอสมิก และฟองอากาศที่เติมเต็มอวกาศระหว่างดวงดาว ยิ่งเข้าใกล้ใจกลางกาแล็กซีมากเท่าไร ยิ่งมีดาวมากเท่าไร พื้นที่รอบนอกก็จะหนาแน่นมากขึ้นเท่านั้น ดวงอาทิตย์ของเราตั้งอยู่ในพื้นที่อวกาศที่ประกอบด้วยวัตถุอวกาศขนาดเล็กซึ่งอยู่ห่างจากกันพอสมควร

มวลของทางช้างเผือกคือ 6x1,042 กิโลกรัม ซึ่งมากกว่ามวลดวงอาทิตย์ของเราหลายล้านล้านเท่า ดาวฤกษ์เกือบทั้งหมดที่อาศัยอยู่ในประเทศดาวฤกษ์ของเรานั้นตั้งอยู่ในระนาบของดิสก์แผ่นเดียวซึ่งมีความหนาตามการประมาณการต่าง ๆ คือ 1,000 ปีแสง ไม่สามารถทราบมวลที่แน่นอนของกาแลคซีของเราได้ เนื่องจากสเปกตรัมของดาวฤกษ์ที่มองเห็นได้ส่วนใหญ่ถูกซ่อนไว้จากเราด้วยแขนของทางช้างเผือก นอกจากนี้ ยังไม่ทราบมวลของสสารมืดซึ่งครอบครองพื้นที่ระหว่างดวงดาวอันกว้างใหญ่

ระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงใจกลางกาแล็กซีของเราคือ 27,000 ปีแสง เมื่ออยู่บริเวณรอบนอกสัมพัทธ์ ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วรอบใจกลางกาแลคซี ทำให้เกิดการปฏิวัติเต็มรูปแบบทุกๆ 240 ล้านปี

ใจกลางกาแลคซีมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1,000 พาร์เซก และประกอบด้วยแกนกลางที่มีลำดับที่น่าสนใจ ศูนย์กลางของแกนกลางมีรูปร่างนูนซึ่งมีดาวที่ใหญ่ที่สุดและกระจุกก๊าซร้อนรวมตัวกันอยู่หนาแน่น ภูมิภาคนี้เองที่ปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมา ซึ่งโดยรวมแล้วมากกว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาจากดวงดาวหลายพันล้านดวงที่ประกอบกันเป็นกาแลคซี แกนกลางส่วนนี้เป็นส่วนที่กระฉับกระเฉงและสว่างที่สุดของกาแลคซี ที่ขอบของแกนกลางจะมีสะพานซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของแขนของกาแลคซีของเรา สะพานดังกล่าวเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากแรงโน้มถ่วงขนาดมหึมาที่เกิดจากความเร็วการหมุนเร็วของกาแลคซีนั่นเอง

เมื่อพิจารณาถึงใจกลางกาแล็กซี ข้อเท็จจริงต่อไปนี้ดูขัดแย้งกัน นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถเข้าใจสิ่งที่อยู่ใจกลางทางช้างเผือกมาเป็นเวลานาน ปรากฎว่าในใจกลางของประเทศที่เต็มไปด้วยดวงดาวที่เรียกว่าทางช้างเผือกนั้นมีหลุมดำมวลมหาศาลซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 140 กม. ที่นั่นพลังงานส่วนใหญ่ที่ปล่อยออกมาจากแกนกลางกาแลคซีจะไปอยู่ที่ก้นบึ้งอันไร้ขอบเขตนี้ที่ดวงดาวจะละลายและตายไป การมีอยู่ของหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือกบ่งบอกว่ากระบวนการก่อตัวทั้งหมดในจักรวาลจะต้องสิ้นสุดลงสักวันหนึ่ง สสารจะกลายเป็นปฏิสสารและทุกอย่างจะเกิดขึ้นอีกครั้ง สัตว์ประหลาดตัวนี้จะมีพฤติกรรมอย่างไรในอีกหลายล้านพันล้านปี เหวสีดำนั้นเงียบงัน ซึ่งบ่งชี้ว่ากระบวนการดูดซับสสารกำลังได้รับความแข็งแกร่งเท่านั้น

แขนหลักทั้งสองของกาแล็กซียื่นออกมาจากจุดศูนย์กลาง - โล่ของเซนทอร์ และโล่ของเซอุส การก่อตัวทางโครงสร้างเหล่านี้ได้ชื่อมาจากกลุ่มดาวที่อยู่บนท้องฟ้า นอกจากแขนหลักแล้ว กาแล็กซียังถูกล้อมรอบด้วยแขนรองอีก 5 แขน

อนาคตอันใกล้และไกล

แขนที่เกิดจากแกนกลางของทางช้างเผือกจะคลายตัวเป็นเกลียว เติมเต็มอวกาศด้วยดวงดาวและวัตถุจักรวาล ความคล้ายคลึงกับวัตถุจักรวาลที่หมุนรอบดวงอาทิตย์ในระบบดาวของเรามีความเหมาะสมที่นี่ มวลดาวขนาดมหึมา ทั้งใหญ่และเล็ก กระจุกดาว เนบิวลา วัตถุในจักรวาล ขนาดที่แตกต่างกันและธรรมชาติที่หมุนอยู่บนม้าหมุนขนาดยักษ์ ล้วนสร้างภาพท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาวที่ผู้คนเฝ้าดูมานานนับพันปี เมื่อศึกษากาแล็กซีของเราก็ควรรู้ว่าดวงดาวในกาแล็กซีนั้นดำรงอยู่ตามกฎของมันเอง ปัจจุบันอยู่ในอ้อมแขนข้างหนึ่งของกาแล็กซี พรุ่งนี้ก็จะออกเดินทางไปอีกทางหนึ่ง ละแขนข้างหนึ่งแล้วบินไปยังอีกข้างหนึ่ง .

โลกในกาแล็กซีทางช้างเผือกอยู่ห่างไกลจาก ดาวเคราะห์ดวงเดียว,เหมาะกับการใช้ชีวิต. นี่เป็นเพียงอนุภาคฝุ่นขนาดเท่าอะตอมซึ่งสูญหายไปในโลกดาวอันกว้างใหญ่ในกาแลคซีของเรา อาจมีดาวเคราะห์คล้ายโลกจำนวนมากในกาแลคซี ก็เพียงพอที่จะจินตนาการถึงจำนวนดาวฤกษ์ที่มีระบบดาวเคราะห์เป็นของตัวเองไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ชีวิตอื่นอาจอยู่ห่างไกลสุดขอบกาแล็กซี ห่างออกไปนับหมื่นปีแสง หรือในทางกลับกัน ปรากฏอยู่ในพื้นที่ใกล้เคียงซึ่งถูกซ่อนไว้จากเราด้วยอ้อมแขนของทางช้างเผือก