Pauksciu Takas ir kitos galaktikos

..............................

10A klasė

.......

Astronomijos referatas

Paukščių Takas ir kitos galaktikos

Mokytoja ....

2004 m.
....

Paukščių takas

Danguje nusidriekusią balzganą juostą, ypač gerai matomą tamsiomis nemėnesėtomis naktimis, žino turdūt 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 maaterialistinės 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 plačiaysia Paukščių Tako dalis.

Pirmosios rašytinės žinios apie bandymus moksliškai paaiškinti Paukščių Tako prigimtį pasirodė Senovės Graikijoje. Pavyzdžiui, Aristotelis manė, kad Paukščių Takas, kaip ir kometos, susidarąs iš kylančių nuo Žemės garų, kurie pasiekia ugnies sferą. Grraikas Metrodotas filosofavo, kad Paukščių Takas greičiausiai yra sena vaga danguje, kuria kadaise skriejo Saulė. Mat senovės graikų Saulės dievas Helijas keliavo dangumib dviračiu vežimu, traukiamu ketverto žirgų. Šis vežimas turėjo įrėžti danguje vėžes. Dar kiti manė, kad tai yra si

iūlė, kuri liko suklijavus du dangaus pusrutulius.

Tačiau kartu buvo keliamos idėjos, kurios atspindi tikrąją Paukščių Tako prigimtį. Dar VIa. prieš Kristų Pitagoras rašė, kad Paukščių Takas iš tikrųjų yra telkinys labai gausių, bet silpnų pavienių žvaigždžių, kurių akis nesuba atskirti. Tačiau pagal Pitagorą tos žvaidždės esančios pritvirtintos prie vienos iš įsivaizduojamų skaidrių sferų. Prie kitų sferų pritvirtinta Saulė, Mėnulis, kitos planetos. Visos sferos sukasi aplink Žemę apie skirtingas ašis nepriklausomai viena nuo kitos. Sferų trynimasis turįs sukelti harmoningus garsus, arba sferų muziką, kurią išrinktieji žmonės galį girdėti. Paukščių Taką tolimų žvaigždžių sankaupa laikė ir IVa. prieš Kristų gyvenęs graikų mokslininkas Demokritas.

Tačiau visos šios idėjos buvo tik nuojauta, nepagrįsta jokiais neginčijamais įrodymais. Vis dėlto praėjus tik dešimtmečiui italų astronomas Galilėjus paskelbė saavo ataskaitą apie pirmuosius atradimus su jo išrastu teleskopu: paaiškėjo, kad Paukščių Takas iš tikrųjų yra nesuskaičiuojamų žvaigždžių aibės, susispietusios į milžiniškus telkinius. Tačiau šis epochinės reikšmės atradimas ilgą laiką buvo ignoruojamas. Per visą XVIIa. tik olandų fizikas Kristianas Heigensas (1629-1695) ir anglas Izaokas Niutonas (1643-1727) tęsė Galilėjaus teleskopinius stebėjimus ir tylomis kūrė Visatos struktūros idėjas. XVIIIamžiuje žvaigždžių sistemos klausimą nagrinėjo anglas Tomas Raitas (1711-1786), Klaipėdos lietuvių kilmės vokietis Imanuelis Kantas (1724-1804) ir elzasietis Johanas Lambertas (1728-1777). Iš jų darbų pamažu aiškėjo, kad Paukščių Tako žvaigždžių si
istema yra maždaug plokščios formos. Tačiau jų modeliai nebuvo pakankamai pagrįsti stebėjimais.

Kaip tik tuo metu mokslo akiratyje pasirodė žymusis anglų astronomas, buvęs muzikantas Viljamas Heršelis (1738-1822). Siekdamas nustatyti Paukščių Tako formą, jis ėmėsi milžiniško darbo skaičiuoti žvaigždžių pavoiršinį tankį įvairiomis kryptimis. Apibendrinęs šį darbą, Heršelis sukūrė Paukščių Tako galaktikos modelį, kuris, deja, toli gražu, neatitiko realaus vaizdo, nes Heršelio teleskopai nesiekė mūsų žvaigždžių sistemos pakraščių, o, be to, jis negalėjo atsižvelgti į netolygų žvaigždžių pasiskirstymą, nevienodą žvaigždžių absoliutų šviesį ir tarpžvaigždinių dulkių sukeltą šviesos sugėrimą.

Svarbūs įvykiai klostėsi Paukščių Tako galaktikos tyrimuose. Harlas Šaplis (1885-1972) Maunt Vilsono observatorijoje (JAV) tyrinėjo kintamąsias pulsuojančias žvaigždes cefeides, kurios labai gerai tinka atstumams nustatyti. Šiuo metodu 1918-1919m. jis nustatė kamuolinių žvaigždžių spiečių pasiskirstymą. Jau anksčiau buvo žinoma, kad kamuoliniai žvaigždžių spiečiai matomi daugiausia viena kryptimi link Šaulio, Skorpiono, Gyvatnešio žvaigždynų. Paaiškėjo, kad šie spiečiai grupuojasi aplink Paukščių Tako centrą Šaulio žvaigždyne, kuris yra gana toli nuo Saulės, už 30 tūkstančių šviesmečių.

Galaktikų sandara

Galaktiką sudaro diskas ir jį supantis mažesnio tankio sferoidas. Šis truputi suplotas. Sferoido spindulys apie 80000 šm.Disko ir sferoido centrai sutampa.Disko žvaigždių tankis didėja artėjant prie Galaktikos centro.Centro link storėja ir diskas.Taip apie Galaktikos centrą susidaro centrinis žvaigždžių telkinys čspindulys apie 8000 šm.Jame žvaigždės susispietusois kelis kartus tankiau negu palei Sa

aulę.Iš viso Galaktikoje yra apie 250 milijardų žv.Daugiausiai žv. yra diske.Galaktikos diską sudarančios žvaigždės ir ūkai skrieja aplink Galaktikos centrą apskritomis orbitomis.Saulės nuotoliu nuo Galaktikos centro greitis yra 220 mln.km/s,ji vieną kartą apskrieja aplink centrą per 230 mln. metų.Mūsų Galaktika yra spiralinė sistema.Jos diske didelės masės karštos žvaigždės ,supermilžinės ir dujų bei dulkių debesys išsidėstę spiralės formos vijomis.Galaktikos centro pusėje artimiausia yra Šaulio vija , o anticentro pusėje -Persėjo vija. Galaktikos sferoidą iš visų pusių gaubia Galaktikos vainikas ,kurio spindulys 700 000šm.

Gyvybė visatoje

Svarbiausios sąlygos gyvybei atsirasti: žvaigždės cheminė sudėtis turi būti panaši į saulės; svarbu, kad žvaigždė užimtų vietą pagrindinėje sekoje. Žvaigždė turi būti pakankamai sena; reikia, kad šalia žvaigždės būtų planeta arba planetos gyvybės zonoje (nei per karšta, nei per šalta); planeta turi būti vidutinės masės; planetos orbita aplink centrinę žvaigždę turi būti artima apskritimui. Dauguma tyrinėtojų linkę manyti, kad galaktikoje yra nuo 100 000 iki 10 mln civilizacijų. Pirmu atveju artimiausia žemei civilizacija turi būti maždaug už 500 šm, o antru – už 100 šm.

Antropinis principas teigia, kad fizinės sąlygos visatoje nuo pat jos atsiradimo buvo tokios, kad maximaliai padėtų atsirasti gyvybei ir išsirutulioti protingoms būtybėms.

Hablo klasifikacija
Šiuolaikiniai galaktikų tyrimai prasidėjo po 1924 m., kai Edvinas Hablas (1889-1953), stebėdamas pro Maunt Vilsono observatorijos (Kalifornija, JAV ) 254 cm skersmens Hukerio reflektorių, įrodė, kad egzistuoja sa

avarankiškos, nepriklausančios mūsų Galaktikai žvaigždžių sistemos.Hablas pasiūlė galaktikų klasifikacijos shemą, kuria remiantis veliau buvo sukurtos sudetingesnės klasifikacijos. Hablas išskyrė tris galaktikų tipus: spiralines, elipsines ir spiralines, turinčias skersę. Netaisyklingųjų galaktikų jis neklasifikavo, nors jos tuo metu ju buvo žinomos. Labai norėta žiūrėti į Hablo klasifikaciją kaip į evoliucinę seką. Bet tai yra tik paprasčiausia schema galaktikoms suskirstyti pagal jų plokštumos laipsnį. Elipsinės galaktikos iš tikrųjų yra sferoido arba elipsoido formos ir taip atrodo tik dėl projekcijos. Kol kas apie galaktikas žinoma dar nedaug ir bet kurią evoliucinę seką dauguma astronomų žiūri skeptiškai.

Spiralinės galaktikos
Dar nežinia, kaip iš tiesų susidaro spiralinės vijos, bet tiksliai nustatyta, kad dauguma spiralinių galaktikų disko žvaigždžių skrieja aplink centrą beveik apskritomis orbitomis ta pačia kryptimi. Matyt, ta pačia kryptimi sukasi visa spiralinė struktūra, vilkdama paskui save vijas. Abejojama, ar spiralinės vijos – veikiausiai kažkokia banga, plintanti žvaigždėmis ir tarp žvaigždinėmis dujomis – kosminiu mastu yra ilgalaikis darinys.
Elipsinės galaktikos

Spiralinės galaktikos turinčios, daugybę karštų I populiacijos žvaigždžių ir tarpžvaigždinės medžiagos telkinių, atrodo kur kas jaunesnė už elipsines, kuriose vyrauja vėlyvų spektrinių klasių raudonosios milžinės, o difuzinės medžiagos palyginti mažai.
Spiralinės, turinčios skersę galaktikos

1943 m. JAV astronomas Karlis Seifertas atrado galaktikas, kurių branduoliai primena žvaigždes, o vijos glaudžiai susuktos ir neišraiškingos. Jos vadinamos Seiferto galaktikomis. Šios galaktikos skleidžia radijo bangas, matyt, jose vyksta kažkokie sudėtingi procesai. Puikus Seiferto galaktikos pavyzdys yra M 77 Banginio žvaigždyne; jos masė prilygsta 800 milijardus tokių žvaigždžių, kaip mūsų Saulė, masei.

Galaktikų nuotolio nustatymas
Tiksliai išmatuoti galaktikų nuotolį neįmanoma. Palyginti artimų sistemų, pavyzdžiui, Vietinės grupės narių, nuotolis apskaičiuojamas iš cefeidžių periodo ir šviesio sąryšio. Dabar, kai gerai žinomi įvairių tipų kintamųjų žvaigždžių skirtumai, cefeidžių metodas yra vienas patikimiausių kosminiams nuotoliams matuoti. Cefeidės yra spindulingos žvaigždės, jos matomos net iš kelių milijonų šviesmečių.
Dar šviesesnės už cefeides yra super milžinės. Mūsų galaktikos šviesiausioms spinduolėms veikiausiai nenusileidžia ir kitų galaktikų supermilžinės, taigi jomis irgi galima remtis kaip atstumo indikatoriais, nors šiuo atveju rezultatai ne tokie tikslūs. Šiuo metodu galima matuoti nuotolius iki 40 mln. šviesmečių.
Net per didelius teleskopus neįmanoma įžiūrėti galaktikų, esančių už Vietinės galaktikos grupės ribų, struktūros detalių. Tik labai geros kokybės nuotraukose išryškėja visatoje pabirusių tolimų žvaigždžių sistemų įvairovė ir žavesys.

Kitos galaktikos

Nuo aplinkinių žvaigždžių visumos Saulė 16 km/s greičiu lekia Heraklio žvaigždyno link. Be mūsų Galaktikos, Visatoje yra daugybė panašių žvaigždžių sistemų. Jų buvimą 1920 m. įrodė JAV astronomas Edvinas Hablas.
Pro galingus šiuolaikinius teleskopus matyti milijonai įvairiausių formų galaktikų, nutolusių nuo mūsų milijonų ir milijardų šviesmečių atstumu. Plika akimi Lietuvoje matoma vienintelė galaktika – Didysis Andromedos ūkas, arba Andromedos galaktika.

Visatos plėtimasis

Stebint galaktikų spektrus, išsiaiškinta, jog galaktikos dideliu greičiu tolsta nuo mūsų. Tai paaiškinama tik Visatos pletimusi. 1929 metais E. Hablas nustatė, kad galaktikų tolimo greitis yra tiesiog proporcingas atstumui R iki jų: V = HR

Hablo konstanta, kurios vertė yra tarp 68 ir 78 km/(s*Mpc). Konstantos skaitinė vertė lygi tolimo greičio pokyčiui, padidėjus atstumui iki galaktikos 1 megaparseku (Mpc). Iš šio dėsnio išplaukia: kuo toliau nuo mūsų yra galaktika, tuo greičiau ji tolsta.
Pagal Hablo dėsnį galima apskaičiuoti atstumą iki tolimųjų galaktikų. Pavyzdžiui, 1988 m. atrasta už 11,95 milijardo šviesmečių esanti galaktika, kuri tolsta v = 274 851 km/s greičiu (tai sudaro 91,7% šviesos greičio).Plėtimasis būtų stebimas iš bet kurio kito Visatos taško.

Didysis Sprogimas
Jei Visata plečiasi tam tikru greičiu ir nuotoliai tarp galaktikų didėja, tai pagal Hablo dėsnį galima apskaičiuoti ir to plėtimosi pradžią. Pasirodo, tai galėjo atsitikti maždaug prieš 13 milijardų metų. Spėjama, kad tada įvyko Didysis Sprogimas – Visata susidarė iš singuliarinio taško – begalinio tankio materijos būsenos, kuris sprogo dėl nežinomos priežasties. Šio sprogimo pasekmės matyti ir šiandien – galaktikos bėga viena nuo kitos.

Galaktikų susidarymas

XX a. antroje pusėje, patobulinus galaktikų stebėjimo ir tyrimo metodus, paaiškėjo, kad dar didesniais, dešimčių ir šimtų milijonų šviesmečių atstumais, Visata irgi nėra vienalytė. Galaktikų grupės koncentruojasi į didesnius darinius – spiečius, o pastarieji sudaro netaisyklingų korių ar „dėžių” sieneles. Tuo tarpu ,,dėžių“ viduje yra milžiniškos tuščios ertmės, kuriose nėra ar beveik nėra galaktikų. Tose vietose, kur susieina kelios „dėžės”, susidaro milžiniški superspiečiai, nusitęsiantys kelis šimtus milijonų šviesmečių ir apimantys tūkstančius ir šimtus tūkstančių galaktikų. Vietinė grupė įeina į Mergelės superspiečių. Galaktikų grupės ir jų spiečiai yra susiję tarpusavio traukos jėgomis, o „dėžių“ matmenys didėja plečiantis Visatai.
Visatos struktūros užuomazgomis turėjo būti kokie nors nežymūs nevienalytiškumai ankstyvuoju Visatos plėtimosi laikotarpiu, kuriuos daug kartų sustiprino visuotinė trauka.
Šiuo metu labiausiai paplitusi hipotezė, kad pirminiai Visatos nevienalytiškumai atsirado dar Planko eroje, kai vieninga sąveika tarp elementariųjų dalelių išsiskyrė į atskiras fundamentines sąveikas. Tuo metu Visatos savybės kito, joje vyko tarsi faziniai virsmai. Jų pavyzdys, nors tolimas, galėtų būti įprastinės medžiagos faziniai virsmai – dujų virtimą skysčiu ar pastarojo – kietuoju kūnu. Vykstant faziniams virsmams, neretai susidaro defektai. Pavyzdžiui, staiga užšąlant vienalyčiam skysčiui, kristalizacija vyksta ne palaipsniui, o vienu metu įvairiose skysčio vietose, todėl įvairių defektų, netaisyklingai išsidėsčiusių atomų, jų eilių ar net plokštumų.
Teoretikai nagrinėja įvairius, gana keistus defektus pradinėje Visatoje. Vienas jų – vadinamosios kosminės stygos, arba siūlai – labai siauros, plonesnės net už atomo branduolį, tačiau ilgos sritys, kuriose pradinė sąveika išliko neišsiskyrusi į mums žinomas fundamentines sąveikas. Pagal stygų teoriją, šios sritys galėtų judėti erdvėje, susipinti vienos su kitomis, sudaryti kilpas. Pastarosios traukdamosi suspaustų kosmines dujas į gniužulus, iš kuriu ilgainiui galėtų atsirasti žvaigždės ir galaktikos. Deja, tokios kosminės stygos, atrodo, yra per mažos galaktikoms ir ypač jų grupėms sudaryti. Kiti teoretikai plėtoja kosminių sprogimų hipotezę. Būtent sprogimai galėtų sudaryti milžiniškas tuščias ertmes, tačiau jie turėjo išblaškyti ir reliktinį spinduliavimą, o šis, deja, yra labai vienalytis.
Populiaresnis yra vadinamasis „blynų” modelis. Jis nepaaiškina. kaip susidarė pradiniai Visatos tankio nevienodumai, bet aprašo tolesnę jos raidą.
Didesnio tankio sritis ėmė labiau traukti aplinkinę medžiagą, ir kuo daugiau jos pritraukdavo, tuo stipresnė darėsi toji trauka. Tokiu būdu besiplečiantis kosminis kamuolys suskilo j daug debesų. Pastarieji dalyvavo Visatos plėtimesi ir kartu traukėsi į savo centrus. Vienomis kryptimis gravitacijos jėgos labai pagreitindavo debesies traukimąsi, kitomis jis vykdavo lėčiau, tad, pagal skaičiavimus, debesys turėjo įgyti pailgų „blynų” formą. Į „blynus” krito aplinkinė medžiaga, jie susidurdavo vieni su kitais, kildavo smūginės bangos, sūkuriai, medžiaga nevienodai įkaisdavo. Vykstant tiems sudėtingiems procesams, „blynai” pasidalijo į mažesnius medžiagos gniužulus – progalaktikes, iš kurių ilgainiui išsivystė galaktikos. Tuo tarpu „blynai“ virto galaktikų spiečiais ir grupėmis. O superspiečių susidarymą, anot šios hipotezės, lėmė pailgų „blynų“ susidūrimai.

Naudota literatūra: 1. Vytautas Straižys „Paukščių Takas“

2.

3.

4.

Leave a Comment