Paukščių takas

PAUKŠČIŲ TAKAS
Žvaigždėtas dangus nuo senų senovės traukė žmonių dėmesį. Stebėdami Saulę, Mėnulį, planetas ir žvaigždes žmonės ilgainiui išmoko skaičiuoti laiką, orientuotis sausumoje ir jūroje. Žvaigždžių konfigūracijos danguje senovės žmonėms atrodė labai paslaptingai ir skatino vaizduotę. Šviesesnių žvaigždžių konfigūracijose, kurias dabar vadiname žvaigždynais, buvo įžvelgtos įvairios alegorinės figūros ir joms buvo suteikti senovės dievų ar padavimų herojų vardai. Įvairios tautos turėjo savus dievus ir savus padavimus, todėl ir žvaigždynų pavadinimai nėra vienodi. Štai lietuviams gerai žinomi Didieji arba Mažieji Grįžulo ratai kiitose tautose vadinami Didžiąja arba Mažąja meška. Įspūdingasis žvaigždynas lietuvių vadinamas Šienpjoviais kituose kraštuose geriau žinomas kaip Orionas. Senovėje žvaigždynų figūros jungdavo tik šviesesnes danguje matomas žvaigždes.
Palengva plėtojantis astronomijai buvo pastebima vis daugiau ir vis blyškesnių žvaigždžių, kurių padėtys buvo nusakomos ne tik priklausymu tam tikram žvaigždynui, bet ir tiksliomis astronominėmis koordinatėmis. Todėl, siekiant išvengti painiavos, visas dangus buvo padalintas į 88 žvaigždynus. Astronominėje literatūroje dabar vartojami tarptautiniai lotyniški žvaigždynų pavadinimai. Be įspūdingų žvaigždynų bemėnulėmis vasaros ir rudens naktimis danguje ypač gerai maatoma balzgana netaisyklingų kontūrų per visą dangų nusidriekianti juosta, vadinama Paukščių Taku. Šis vardas, matyt, kilęs iš to, kad rudens ir pavasario vakarais ji driekiasi nuo šiaurės rytų link pietvakarių, t. y. maždaug rodo paukščių išskridimo arba parskridimo kryptį. Tačiau pa

asaulyje labiau paplitęs “Pieno Tako” pavadinimas, kilęs iš frazės senovės graikų kalba – ko galaxias kyklos, kurią romėnai išvertė Via Lactea. Pažymėtina, kad iš šios frazės kilo ir astronominis terminas “galaktika”, apibūdinantis žvaigždžių sistemą. Anglų kalba Paukščių Takas vadinamas The Milky Way, vokiečių – Milchstrasse, prancūzų – Voie Lactée, rusų – Mlečnyj Put ir pan.

Paukščių Takas juosia visą dangaus sferą. Nuo Kasiopėjos žvaigždyno jis driekiasi per Cefėjaus ir Gulbės žvaigždynus. Ties Gulbe Paukščių Takas tarytum skyla į dvi šakas: viena šaka eina per Laputės ir Heraklio žvaigždynus ir nutrūksta Gyvatės žvaigždyne, o kita – per Strėlės, Erelio ir Skydo žvaigždynus nusidriekia į Šaulio žvaigždyną. Čia Paukščių Takas išsidriekia itin plačia ir švytinčia juosta. Tačiau Lietuvoje ši sritis vos matoma virš horizonto. Norint pamatyti toliau besidriekiančią Paukščių Tako daalį reikia keliauti į pietinį Žemės pusrutulį. Tuomet įsitikinsime, kad jis toliau eina per Skorpiono, Skriestuvo, Kryžiaus, Burių, Laivagalio žvaigždynus. Lietuvos danguje jis vėl pasirodo ties Didžiojo Šuns žvaigždynu ir toliau per Vienaragio, Dvynių, Vežėjo ir Persėjo žvaigždynus ateina į Kasiopėjos žvaigždyną.
Į klausimą, iš ko sudarytas Paukščių Takas, bandė atsakyti jau senovės astronomai. Tačiau realių įrodymų apie jo sandarą astronomai neturėjo iki pat teleskopinių stebėjimų epochos pradžios. 1609 m. italų mokslininkas Galileo Galilėjus, pradėjęs tyrinėti žvaigždėtą dangų savo teleskopu, įrodė, kad Paukščių Taką sudaro ga

ausybė silpnų žvaigždžių. Sistemingų Paukščių Tako galaktikos (toliau, kaip įprasta astronominėje literatūroje, mes ją vadinsime Galaktika iš didžiosios raidės) tyrimų pradžia laikoma XVIII a. pabaiga. 1785 m. anglų astronomas Vilhelmas Heršelis (Wilhelm Herschel, 1738–1822), remdamasis savo atliktų žvaigždžių stebėjimų duomenimis, sukūrė pirmąjį mus supančios žvaigždžių sistemos modelį. Mūsų laikų supratimu maždaug teisingą Galaktikos modelį pirmą kartą pateikė amerikiečių astronomas Harlas Šeplis (Harlow Shapley, 1885–1972) 1918–1919 metais. Jis įrodė, kad žvaigždės, kurių yra milijardai, telkiasi į nepaprastai didelių matmenų disko formos samplaiką. Saulė yra disko plokštumoje maždaug už 30 000 šviesmečių nuo disko centro. (Priminsime, kad astronomijoje vienas atstumo vienetų yra šviesmetis (ly), t.y. nuotolis, kurį šviesos spindulys, o jo greitis vakuume apie 300 000 km/s, nuskrieja per vienerius metus. 1ly yra lygus 9,5 1012 kilometrų. Nuotolis iki artimiausios žvaigždės yra lygus 4,4 ly.) 1924 m. amerikiečių astronomas Edvinas Hablas (Edwin Hubble, 1889–1953) įrodė, kad vadinamieji spiraliniai ūkai yra tolimos galaktikos, labai panašios į mūsų Galaktiką. Nuo to laiko prasidėjo nuoseklūs Galaktikos tyrimai siekiant išsiaiškinti, kokia jos sandara ir raidos istorija. Tobulėjant stebėjimo instrumentams ir atsirandant naujiems tyrimų metodams buvo sukaupiama vis daugiau tikslesnių ir įvairesnių duomenų apie žvaigždžių fizines savybes, cheminę sudėtį bei judėjimą, apie tarpžvaigždinę medžiagą ir jos paplitimą Galaktikoje. Todėl Galaktikos sandara ir raida pamažu įgijo vis detalesnių bruožų.
Tyrinėjant Galaktiką ypač svarbu žinoti žv
vaigždžių cheminę sudėtį. Priminsime, kad astronomai cheminę sudėtį dažniausiai apibūdina trimis dydžiais: vandenilio, helio ir sunkesnių už helį elementų santykiniu kiekiu. Mūsų artimiausioji žvaigždė Saulė susideda iš 73 proc. vandenilio, 25 proc. helio ir maždaug 2 proc. masyvesnių už helį elementų. Daugelio Galaktikos žvaigždžių cheminė sudėtis labai panaši į Saulės, bet yra ir tokių, kurių cheminė sudėtis skiriasi: jose randama gerokai (dešimtis, šimtus ar tūkstančius kartų) mažiau masyvesnių už helį elementų. Pirmosios žvaigždės dar vadinamos I populiacijos žvaigždėmis, o antrosios – II populiacijos žvaigždėmis. Kadangi masyvesnių už helį elementų kiekis paprastai vertinamas pagal metalų linijų stiprį, žvaigždės, kuriose šis elementų kiekis beveik nesiskiria nuo Saulės, vadinamos metalingosiomis žvaigždėmis, o tos, kuriose tų elementų itin mažai, – nemetalingosiomis žvaigždėmis.
Žvaigždės metalingumas siejamas su jos amžiumi. Pagal šiuolaikinę žvaigždžių evoliucijos sampratą žvaigždės formuojasi iš tarpžvaigždinių dujų ir dulkių debesų. Todėl žvaigždės cheminė sudėtis atspindi medžiagos, iš kurios ji susidarė, sudėtį. Žvaigždės gelmėse vykstančių termobranduolinių reakcijų metu susidaro masyvesnių už helį elementų branduoliai. Galutinėse raidos stadijose daugelis žvaigždžių nusimeta viršutinius sluoksnius arba tiesiog sprogsta ir šitaip po tarpžvaigždinę erdvę paskleidžia medžiagą, praturtintą masyvesniais už helį elementais. Iš tokios medžiagos susidariusios naujos kartos žvaigždės taip pat bus praturtintos masyvesniais elementais. Taigi kartojantis žvaigždžių evoliucijos ciklui žvaigždžių metalingumas vis padidėja. Žvaigždės ra
aidos greitis priklauso nuo jos masės: kuo žvaigždės masė didesnė, tuo jos raida spartesnė. Pvz., Saulės masės žvaigždės raidos etapas, kai jos centre vyksta termobranduolinė vandenilio virtimo heliu reakcija, trunka apie 10 mlrd. metų; 10 kartų masyvesnėje žvaigždėje šis etapas trunka apie 20 mln. metų, o 0,5 Saulės masės žvaigždėje – 30 mlrd. metų. Pagal dabar priimtąjį Visatos plėtros modelį po Didžiojo sprogimo susidariusios pirmykštės žvaigždės buvo sudarytos vien iš vandenilio ir helio mišinio. Vykstant žvaigždžių formavimosi ir irimo procesams tarpžvaigždinė medžiaga nuolat praturtinama masyvesniais cheminiais elementais. Todėl šiuo metu Galaktikoje turėtų būti įvairaus metalingumo žvaigždžių.
Paukščių Takas — tai ne tik milžiniškos žvaigždžių sankaupos vaizdas iš šios sankaupos vidaus. Kartu jis yra daugelio žvaigždžių projekcija dangaus sferoje. Erdvinė tų žvaigždžių sistema vadinama Galaktika (gr. galaktikos — pieniškas, pieninis). Ją sudaro apie 300 milijardų žvaigždžių. Panašių tolimesnių galaktikų, pasklidusių Visatoje įvairiomis kryptimis nuo jos, yra ir daugiau.
Jei pasisektų į mūsų Galaktiką žvilgtelėti iš šalies dideliu atstumu, tai ji atrodytų kaip didžiulis iškilas plonais pakraščiais lęšis, nuo kurio vieno krašto iki kito yra apie 120 000 šviesmečių. Pakraščiuose jo storis siekia vos kelis šimtus šviesmečių. Arti centro toks „lęšis“ sustorėja, virsta dideliu 3000—6000 šviesmečių spindulio kamuoliu.
Visą Galaktikos „lęšį“ gaubia apie 80 000 šviesmečių spindulio sferoidas — suplotas rutulys, kuriame susispietę tik 5 % visų Galaktikos žvaigždžių. Už šio sferoido dar yra 700 000 šviesmečių spindulio Galaktikos vainikas, sudarytas iš tolimų žvaigždžių sankaupų ir neišaiškintos kilmės nematomos medžiagos.
Kaip atrodytų mūsų Galaktikos nuotrauka iš išorės, galbūt galima įsivaizduoti pagal kaimyninių galaktikų nuotraukas.
28 000 šviesmečių atstumu nuo Galaktikos centro yra Saulė, kuri su visa savo sistema aplink šį centrą skrieja 220 km/s greičiu. Vieną ratą aplink Galaktikos centrą, esantį Šaulio žvaigždyno kryptimis, Saulė padaro per 230 milijonų žemiškųjų metų. Tiek trunka galaktiniai metai. Per savo gyvavimo 4.7 milijardo metų laikotarpį ji apskriejo Galaktikos centrą tik 20 kartų. Tuo laikotarpiu formavosi ir visa Saulės sistema. Taigi ir ji yra vos 4,7 galaktinių metų amžiaus.
Visos galaktikos, kurių struktūrą galima įžiūrėti, susideda iš žvaigždžių: tai liudija, kad žvaigždžių susidarymas dujų debesyje, medžiagai pasiekus tam tikrą tankį, yra labai tikėtinas. Jį, matyt, lemia smūginių bangų sukeliami sutankėjimai, kurie, tarsi nuo kalno besiritanti sniego gniūžtė, sužadina grandininį medžiagos sulipimo procesą – kuo labiau auga kosminio gniužulo masė, tuo stipresnė darosi jo trauka ir tuo daugiau jis pritraukia naujos aplinkinės medžiagos. O slegiamai medžiagai gniužulo centre smarkiai įkaitus, prasideda branduolinės reakcijos – žvaigždė įsižiebia.

Paukščių Tako centrinė dalis, kur yra mūsų galaktikos centras, tačiau jį dengia tamsūsd debesys.
Palaipsniui ryškėja ypatingas galaktikos centro vaidmuo jos formavimosi procese. Būtent centre medžiaga turėjo anksčiausiai susispausti ir atsirasti pirmosios masyvios žvaigždės. O kuo didesnės masės žvaigždė, tuo spartesnė jos evoliucija ir tuo greičiau ji baigia savo amžių galingu supernovos sprogimu. Daugelio supernovų sprogimai sukelia galingas smūgines bangas ir, matyt, sparčia žvaigždėdarą kitose galaktikos vietose. Antra vertus, sprogimų metu masyvių žvaigždžių viduje galėjo susidaryti juodosios bedugnės, kurios vėliau susijungė ir suformavo itin masyvią juodąją bedugnę galaktikos centre. Tuo tarpu sprogimų išblaškyta pirmųjų žvaigždžių medžiaga praturtino galaktikos dujas ir iš jų vėliau susidarančias žvaigždes sunkiaisiais elementais.
Elipsinės galaktikos, matyt, susiformavo iš dujų debesų, kurie beveik nesisuko, o spiralinės galaktikos – iš debesų, kurie iš lėto sukosi. Kūnui traukiantis, jo sukimasis dėl judesio kiekio momento tvermės dėsnio galiojimo stiprėja (tai lengva pajusti, pasisukus ir staiga pritraukus rankas prie liemens liemens). Besisukantis dujų debesis susiploja į diską – juk sukimosi plokštumoje dalelės iš inercijos priešinasi traukos iėgai, o sukimosi ašies kryptimi jos laisvai krinta j centrą. Vienos iš seniausių mūsų ir kitų spiralinių galaktikų žvaigždžių atsirado dar tada, kai galaktikos nebuvo žymiai susiplojusios, todėl tos žvaigždės yra išsidėsčiusios sferoide, o vėlesnės žvaigždės jau koncentruojasi ploname diske.
Paprasčiausia hipotezė, aiškinanti spiralinių galaktikų vijų prigimtį, teigia, jog tai yra medžiagos sutankėjimai, susidarę besisukančiame dujų diske. Betgi tada vijos turėtų išplisti ir ilgainiui išnykti. Tuo tarpu panašias vijas turi tiek tolimos galaktikos, kurias mes matome žymiai jaunesnes, tiek artimos galaktikos. Dabar astrofizikai linkę manyti, kad vijas sukuria iš galaktikos centro sklindanti smūginė banga, kuri įžiebia naujas žvaigždes, o bangai tolstant, masyvesnės žvaigždės perdega ir vėl susidaro tamsūs tarpai. Deja, tokios bangos atsiradimas paslaptingame galaktikos centre nėra aiškus.
Tuo tarpu galaktikos su skersę galėjo susidaryti susidūrus dviems galaktikoms – tokį susidūrimą galima sumodeliuoti kompiuteriu.
Paukščių takas yra iškreiptas ir vibruoja kaip būgno membrana dėl dviejų gretimų galaktikų poveikio, nustatė astronomai. Tos galaktikos – tai gerai žinomi Didysis ir Mažasis Magelano debesys. Jų veikiamas Paukščių takas išsikreipia ir vibruoja, tačiau iki šiol buvo manoma, kad Magelano debesys tam negali turėti įtakos – jie per maži, nes sudaro vos 2% Paukščių tako masės.
Paukščių tako deformacija buvo pastebėta jau prieš 50 metų, jos ilgis – 200000 šviesmečių.
Leo Blitz, Kalifornijos Berklio universiteto profesorius, nustatė, kad Paukščių tako vandenilio dujų apvalkalas vibruoja panašiai kaip ir būgno membrana, o šie virpesiai gali būti aprašyti tiktai trimis ‘natomis’, kurios yra labai žemo dažnio. Palyginimui galima pasakyti kad jis trimis milijonų oktavų žemesnis nei pianino vidutinė C nata (261.63 Hz).
Jis su kolegomis sukūrė kompiuterinį modelį, kuriame buvo įvertinta ir juodoji masė, ir šis modelis pakankamai gerai aprašė Paukščių tako deformaciją bei jo virpesius.
Modelis patvirtino, kad Magelano debesų judėjimas orbita aplink Paukščių taką juodąja materija sukelia bangavimą, kuris sustiprina Magelano debesų gravitacinį poveikį Paukščių takui, jį iškreipia, ir bangavimas nuvilnija per visą Galaktiką, kuri tarsi plazdena brizo metu.
Tiesą sakant, juodosios materijos savybės nėra aiškios ir mokslininkams. Ji buvo teoriškai numatyta prieš maždaug 35 metus, kai paaiškėjo, kad žvaigždės tolimosiose Galaktikos srityse juda daug greičiau negu turėtų, veikiant įprastinės materijos gravitacinėmis jėgomis, ir tai buvo paaiškinta teorija, kad tik nedidelė materijos dalis yra matoma, o nematoma juodoji materija sudaro apie 90% visos materijos.
Nuo tada vis dažniau ir kitos teorijose ir kompiuteriniuose modeliuose buvo įtraukiama juodoji materija, kuri daugeliu atvejų padėdavo tiksliau sumodeliuoti kosminius reiškinius, net nežinant, kas vis tik ji yra.
Fizikai sukūrė ir alternatyvią teoriją, pavadintą Modifikuota Niutono dinamika, kuri išsiverčia be juodosios materijos, tačiau paaiškinta Paukščių tako deformacija yra bloga žinia šiai teorijai, nes Modifikuota Niutono dinamika to paaiškinti negali.
Danguje nusidriekusią balzganą juostą, ypač gerai matomą tamsiomis nemėnesėtomis naktimis, žino turbūt kiekvienas. Ją, žinoma, pastebėjo dar mūsų tolimi protėviai, kuriems dangus ir jo reiškiniai atrodė nesuprantami ir paslaptingi. Tačiau žmogui būdingas siekimas ieškoti bet kokio reiškinio priežasčių, stengtis viską paaiškinti. Taip atsirado pasakos ir mitai, kuriuose puikiai atsispindi mūsų bočių pažiūros į pasaulį, jo atsiradimą ir būtį. Nors mitologija pasakoja apie dievus ir deives, turinčius viršgamtinę galią, tačiau neretai mituose atsispindi ir materialistinės pažiūros. Pavyzdžiui, Paukščių tako pavadinimas, be abejonės, atsirado todėl, kad rudens ir pavasario vakarais ši balzgana juosta juosia visą dangų iš šiaurės rytų pietvakarių link, t.y. maždaug sutampa su paukščių išskridimo ir parskridimo kryptimi. Ypač ji krinta į akis rudenį, – tuomet matoma pati ryškiausia ir plačiausia Paukščių Tako dalis.

Leave a Comment