Гал а КТВК (позднегреч. Galaktikos - молочний, молочний, від грецького gala - молоко), велика зоряна система, до якої належить Сонце, а отже, і вся наша планетна система разом із Землею. Г. складається з безлічі зірок різних типів, а також зоряних скупчень і асоціацій, газових і пилових туманностей і окремих атомів і частинок, розсіяних в міжзоряному просторі. Велика частина їх займає обсяг галактика форми діаметром близько 30 і товщиною близько 4 кілопарсек (Відповідно близько 100 тис. І 12 тис. Світлових років). Менша частина заповнює майже сферичний обсяг з радіусом близько 15 кілопарсек (Близько 50 тис. Світлових років). Всі компоненти Г. пов'язані в єдину динамічну систему, що обертається навколо малої осі симетрії. Земного спостерігача, що знаходиться всередині Г., вона представляється у вигляді Чумацького Шляху (звідси і її назва - «Г.») і всього безлічі окремих зірок, видимих ​​на небі. У зв'язку з цим Г. називається також системою Чумацького Шляху. На відміну від всіх ін. галактик , Ту, до якої належить Сонце, іноді називають «нашою Галактикою» (термін пишуть завжди з великої літери).

Зірки і міжзоряне газопилової матерія заповнюють об'єм Г. нерівномірно: найбільш зосереджені вони біля площини, перпендикулярної осі обертання Г. і є площиною її симетрії (т. Н. Галактичної площиною). Поблизу лінії перетину цієї площини з небесною сферою ( галактичного екватора ) І видно Чумацький Шлях, середня лінія якого являє собою майже велике коло, т. К. Сонячна система знаходиться недалеко від цієї площини. Чумацький Шлях є скупченням величезної кількості зірок, які зливаються в широку білясту смугу; однак зірки, проектуються на небі поруч, віддалені один від одного в просторі на величезні відстані, що виключають їх зіткнення, незважаючи на те, що вони рухаються з великими швидкостями (десятки і сотні км / сек) в різних напрямках. Найменша щільність розподілу зірок в просторі (просторова щільність) спостерігається в напрямку полюсів Г. (її північний полюс знаходиться в сузір'ї Волосся Вероніки). Загальна кількість зірок у Г. оцінюється в 100 млрд.

Міжзоряний речовина розсіяна в просторі також нерівномірно, концентруючись переважно поблизу галактичної площини у вигляді глобул , Окремих хмар і туманностей (від 5 до 20-30 парсек в поперечнику), їх комплексів або аморфних дифузних утворень. Особливо потужні, відносно близькі до нас темні туманності представляються неозброєному оку у вигляді темних прогалин неправильних форм на фоні смуги Чумацького Шляху; дефіцит зірок в них є результатом поглинання світла цими світяться пиловими хмарами. Багато міжзоряні хмари висвітлені близькими до них зірками великої світності і представляються у вигляді світлих туманностей, т. К. Світяться або відбитим світлом (якщо складаються з космічних порошинок), або в результаті збудження атомів і подальшого випускання ними енергії (якщо туманності газові).

Повна маса Г., включаючи всі зірки і міжзоряний речовина, оцінюється в 1011 мас Сонця, т. Е. Близько 1044 г. Як показують результати детальних досліджень, будова Г. схоже за конструкцією великий галактики в сузір'ї Андромеди, галактики в сузір'ї Волосся Вероніки і ін. Однак, перебуваючи всередині Г., ми не можемо бачити всю її структуру в цілому, що ускладнює її вивчення.

Вперше зоряну природу Чумацького Шляху виявив Г. Галілей в 1610, але послідовне вивчення будови Г. почалося лише в кінці 18 ст., коли В. Гершель , Застосувавши свій «метод черпков», підрахував числа зірок, видимих в його телескоп в різних напрямках. На підставі результатів цих спостережень він висловив припущення, що спостерігаються зірки утворюють гігантську систему сплюсненої форми. В. Я. Струве виявив (1847), що число зірок в одиниці об'єму збільшується з наближенням до галактичної площини, що міжзоряний простір не ідеально прозоро, а Сонці не розташоване в центрі Г. У 1859 М. А. Ковальський вказав на ймовірне осьове обертання всієї системи Г. Перші більш-менш обґрунтовані оцінки розмірів Г. виконали німецьким астроном X. Зелігер і голландським астроном Я. Каптейн в 1-й чверті 20 ст. Зелігер, допускаючи нерівномірний розподіл зірок в просторі і різну їх світність, зробив висновок, що поверхні однакової зоряної щільності є еліпсоїда обертання із стисненням 1: 5. Однак через неврахування спотворює впливу міжзоряного поглинання світла зірок багато хто з перших висновків були помилковими; зокрема, виявилися перебільшеними розміри Г. При визначеннях положення Сонця (Землі) в Р. більшість дослідників відносило його до центру Г., головною причиною чого було також ігнорування впливу поглинання світла. Такий погляд підтримувався також і живучістю геоцентричного і антропоцентрического міропредставленія. У 20-х рр. 20 в. американський астроном Х. Шеплі остаточно довів нецентральних положення Сонця в Г., визначивши при цьому напрямок на центр Г. (в сузір'ї Стрільця).

В середині 20-х рр. 20 в. Г. Стрёмберг (США), вивчаючи закономірності руху Сонця щодо різних груп зірок, виявив т. Н. асиметрію зоряних рухів, яка дала фактичний матеріал для обгрунтування багатьох висновків про складність будови Г. Швед. астроном Б. Ліндблад (20-і рр. 20 ст.), вивчаючи динаміку і будова Г. на основі аналізу швидкостей зірок, виявив складність будови Г. і принципова відмінність просторових швидкостей зірок, що населяють різні частини Г., хоча всі вони і пов'язані в єдину систему, симетричну щодо галактичної площини. Голландським астроном Я. Оорт в 1927 на основі статистичного вивчення променевих швидкостей і власних рухів зірок довів існування обертання Р. довкола власної малої осі. При цьому виявилося, що внутрішні, ближчі до центру, частини Г. обертаються швидше, ніж зовнішні. На відстані Сонця від центру Г. (10 кілопарсек) ця швидкість близько 250 км / сек; період повного обороту - близько 180 млн. років.

Доказ міжзоряного поглинання світла зірок (1930, сов. Астроном Б. А. Воронцов-Вельямінов, американський астроном Р. Трамплер), його кількісні оцінки і облік дозволили уточнити відстані до окремих галактичних об'єктів і розміри Г., поклали початок виявленню деталей її структури. Численні дослідження просторового розподілу зірок різних типів (радянський астроном П. П. Паренаго і ін.), Власних рухів зірок (ранні роботи С. К. Костинського на Пулковської обсерваторії, американського астронома В. Боса і ін.), Руху Сонця в просторі, а також і рухів зоряних потоків (радянським астроном В. Г. Фесенков, голландським астроном А. Блау та ін.), вивчення галактичного гравітаційного поля і ін. дозволили відкрити, з одного боку, багато загальних закономірностей, а з іншого - велика різноманітність в кін тичних, фізичних і структурних характеристиках окремих складових Г.

У 30-ті й наступні роки 20 ст. значних успіхів в галузі досліджень Г. досягли радянські астрономічні обсерваторії, Важливі результати отримані: у галузі динаміки зоряних систем; в спостереженнях і складанні численних каталогів параметрів зірок і ін. галактичних об'єктів; в розвитку нових поглядів на природу міжзоряного середовища; в розробці нових теорій і методів, що дозволили виконати кількісні оцінки параметрів, що характеризують поглинання в галактичному просторі; в з'ясуванні зв'язків між зірками і міжзоряним речовиною. В обраних областях Чумацького Шляху проведені за планом Г. А. Шайна (СРСР) і за комплексним планом П. П. Паренаго фотометрія і спектральна класифікація десятків тисяч зірок. Величезне значення для розуміння процесів розвитку Г. мало відкриття зоряних асоціацій . Велику роль у вивченні Г. зіграли успіхи радянської науки про змінних зірках. Зіставлення їх фізичних особливостей і морфологічних характеристик з віковими та просторовими параметрами дозволило вирішити ряд завдань структури і природи Г. Дослідження радянських та американських астрономів зробили очевидним складну будову Г. Виявилося, що різним частинам Г. відповідають різні, цілком певні елементи їх складу. У 1948 радянські дослідники в результаті спостережень в інфрачервоних променях вперше отримали зображення ядра Г. Спостереження 50-х рр. 20 в. показали наявність у нашій Г. спіральних рукавів. Вивчення Г., її будови і розвитку - предмет, в першу чергу, трьох розділів астрономії: зоряної астрономії, астрометрії та астрофізики. Всі ці розділи зіграли велику роль в уточненні та деталізації наших уявлень про Г. Велике значення для дослідження Г. мав розвиток радіоастрономії, що отримала багато нових відомостей про Г. Радіоастрономічні спостереження дозволили виявити велику кількість джерел випромінювання в радіодіапазоні в міжзоряних просторах Г., маси нейтрального водню, вивчити їх руху, з'ясувати загальні риси внутрішньої будови Г.

До початку 70-х рр. 20 в. в результаті досліджень, виконаних в СРСР і за кордоном, склалося таке уявлення про Г. Ступінь загальної сплюснутости Г., т. е. ставлення товщини Г. до її екваторіального діаметру, становить приблизно 1:10, хоча різко окреслених меж Г. не має , Товщина розташованого вздовж площині галактичного екватора шару, всередині якого знаходиться більшість зірок і основної маси міжзоряної речовини, дорівнює 400-500 парсек. Просторова щільність зірок у ньому така, що одна зірка припадає на обсяг, рівний кубу з ребром в 2 пса. В околицях Сонця щільність дещо менше. Вона значно зростає в міру наближення до центру Г., який при спостереженні із Землі видно в сузір'ї Стрільця. Отже, розподіл зірок характеризується концентрацією як до площини Г., так і до її центру. Загальна маса міжзоряного газу в Р. складає близько 0,05 маси всіх зірок, і його средня щільність поблизу площині екватора не перевищує 10-25 або 10-24 г / см3. Міжзоряний пил, що складається з твердих частинок, радіуси яких порядку 10-4-10-5 см, в своїй масі приблизно в 100 разів менше маси газу. Не впливаючи через незначною маси на динаміку Г., пил проте помітно впливає на видиму структуру Г., розсіюючи світло зірок, що проходить через її середу. Ядро Г., будучи занурене у відносно щільні маси міжзоряної речовини, мало доступно оптичним спостереженнями, але радіоастрономічні спостереження вказують на активність ядра, присутність в ньому великих мас речовини і джерел енергії.

Г. має різко виражений подсистемном будова; розрізняють три підсистеми: плоску, проміжну і сферичну. Плоска підсистема характеризується наявністю молодих гарячих зірок, змінних зірок типу довгоперіодичних цефеїд, зоряних асоціацій, розсіяних зоряних скупчень і газо-пилової речовини. Всі вони зосереджені у галактичної площини у формі екваторіального диска (товщиною 1/20 діаметра Г.). Середній вік зоряного населення диска близько 3 млрд. Років. Слабкіше концентруються до площини Г. жовті і червоні зірки-карлики і зірки-гіганти, що займають обсяг у вигляді сильно сплюснутого еліпсоїда. Все субкарлики, жовті і червоні гіганти, змінні зірки типу короткоперіодичних цефеїд і кульові зоряні скупчення утворюють сферичну складову (іноді називається гало), заповнюючи сферичний обсяг (із середнім діаметром, що перевищує 30 тис. Парсек, т. Е. 100 тис. Світлових років) з різким падінням щільності в напрямі від центральних областей до периферії. Її вік більше 5 млрд. Років. Об'єкти різних складових відрізняються один від одного також і швидкостями руху, і хімічним складом. Зірки плоскої складової мають великі швидкості руху щодо центру Г. і вони багатшими металами. Це вказує на те, що зірки різних типів, що відносяться до різних підсистем, формувалися при різних початкових умовах і в різних областях простору, займаного галактичним речовиною. Вся галактична система занурена в велику газову масу, яку іноді називають галактичної короною . З центральної області Г. поширюються уздовж галактичної площини спіральнігілки, які, огинаючи ядро ​​і розгалужуючись, поступово розширюються, втрачаючи яскравість. Спіральною структурою, яка опинилася вельми характерним властивістю галактик на деякому етапі їх еволюції, Г. подібна з безліччю ін. Зоряних систем того ж типу, що й вона, що мають такий же зоряний склад. У розвитку спіральної структури, мабуть, грають роль гравітаційні сили і магнитогидродинамические явища, при цьому на неї впливають і особливості обертання Г. Уздовж спіральних гілок відбувається зореутворення і вони населені найбільш молодими галактичних об'єктами.

Питання еволюції Г. в цілому або окремих її складових елементів мають велике світоглядне значення. Протягом довгого часу панував погляд про одночасне утворення всіх зірок і ін. Об'єктів Г. Такий погляд зв'язувався з визнанням одноразової походження всіх галактик в одній точці Всесвіту і їх подальшого «розбігання» в різні боки від неї. Однак детальні дослідження, засновані на численних спостереженнях, привели до висновку (радянським астроном В. А. Амбарцумян), що процес зореутворення триває і в справжню епоху.

Проблема походження і розвитку зірок в Р. є фундаментальною проблемою. Існують дві головні, але протилежні точки зору на формування зірок. Відповідно до першої з них, зірки утворюються з газової матерії, в значній кількості розсіяною в Г. і спостерігається оптичними і радіоастрономічними методами. Газове речовина там, де його маса і щільність досягають досить великий величини, стискається й ущільнюється під дією власної тяжіння, утворюючи холодний шар. В процесі подальшого стиснення температура всередині нього, однак, підвищується до декількох млн. Градусів; цього достатньо для виникнення термоядерних реакцій, які разом з процесами випромінювання і обумовлюють подальшу еволюцію цієї кулі -звезди. Відповідно до другої точки зору, зірки утворюються з деякого надщільного речовини. Надщільного речовина такого роду ще не виявлено і його властивості невідомі, але та обставина, що в спостережуваному Всесвіті процеси закінчення мас із зірок, ділення і розпаду систем спостерігаються в багатьох випадках, процеси ж утворення зірок з міжзоряного речовини не спостерігаються, говорить на користь другої точки зору.

Передбачається, що Г. в цілому розвинулася в процесі конденсації первинного газового хмари, багатого воднем; утворилися при цьому зірки в нашу епоху спостерігаються як зірки сферичної складової, бідні металами і мають найбільший вік. Первинне газова хмара, продовжуючи стискатися під дією гравітаційних сил, збагачувалося металами за рахунок викидання речовини з надр раніше утворилися зірок, в яких вже протягом багатьох сотень млн. Років йшли внутрішньоядерні реакції і водень перетворювався в більш важкі елементи. Тому більш пізній «покоління» зірок, яка утворила диск Г., виявилося більш багатим металами. Ця концепція пояснює спостережуване розподіл швидкостей зірок і розшарування останніх по підсистемах. Проте в викладеної картині залишається чимало протиріч. Що розвивається поруч радянських астрономів уявлення про роль в еволюції галактик потужних вибухових отталківательних сил, що таяться в надрах галактик, може пролити нове світло на проблему розвитку Г.

Див. Іл.

Літ .: Паренаго П. П., Курс зоряної астрономії, 3 вид., М., 1954; Бок Б. Дж. І Бок П. Ф., Чумацький шлях, пров. з англ., М., 1959; Курс астрофізики і зоряної астрономії, т. 2, М., 1962; Бакулін П. І., Кононович Е. В., Мороз В. І., Курс загальної астрономії, М., 1966.

Е. К. Харадзе.

Частина Чумацького Шляху в сузір'ях Орла і Лебедя. Видно темні і світлі ділянки ( «туманності» і «хмари»).

Галактика в сузір'ї Андромеди.

Галактика в сузір'ї Волосся Вероніки.