Эволюция Вселенной

Проблемы теории Большого взрыва
8 слайд – Эволюция галактик
9-12 слайды – Проблематика эволюции галактик
13 слайд – Эволюция галактик, с учётом современных исследований
14 слайд – Эволюция звёзд
15 слайд – Рождение звёзд
16 слайд – Эволюция звёзд (рисунок)
17 слайд – Процесс формирования звёзд
18 слайд – Диаграммы Герцшпрунга — Расселла
19 слайд – Предполагаемая эволюция Солнца
20 слайд – Жизненные циклы звёзд
21-24 слайды – Последние годы и гибель звезды
25 слайд – Эволюция Звёздного Мира. Выводы
26 слайд – Крупномасштабные структуры материальной Вселенной
27 слайд – Галактические нити, стены
28 слайд – Местоположение планеты Земля во Вселенной
29-30 слайды – Комплекс сверхскоплений Рыб-Кита
31 слайд – Ланиакея
32-34 слайды – Великий Аттрактор (рисунок)
35-36 слайды – Сверхскопление Девы
37 слайд – Местная группа галактик
38-45 слайды – Млечный Путь
46-50 слайды – Солнечная система
51 слайд – Окрестности Солнечной системы (рисунок)
52 слайд – Вселенная, какой мы её знаем…

о устройстве Мироздания, сделав свои выводы. Расскажу о эволюции «Звёздного Мира» и его роли в формировании как звёзд так и планет.
Так же мы постараемся осмыслить место планеты Земля во Вселенной.
Пожалуй, нужно начать с момента сотворения мира, с теории Большого взрыва.
Теория Большого взрыва утверждает, что вся физическая вселенная – материя, энергия и даже 4 измерения пространства и времени возникли из состояния бесконечных значений плотности, температуры и давления. Вселенная возникла из объема меньшего, чем точка и продолжает расширяться. Теория Большого Взрыва теперь общепринята, так как она объясняет оба наиболее значительных факта космологии: расширяющуюся Вселенную и существование космического фонового излучения.

Введение

3

что предшествовало этому моменту (потому что наша математическая модель пространства-времени в момент Большого взрыва теряет применимость, при этом теория вовсе не отрицает возможность существования чего-либо до Большого взрыва). Это сигнализирует о недостаточности описания Вселенной классической общей теорией относительности.
2. в теории Большого взрыва не рассматривается вопрос о причинах возникновения сингулярности, или материи и энергии для её возникновения, обычно просто постулируется её безначальность.
3. Теория большого взрыва не может объяснить существование галактик. Современные версии космологических теорий предсказывают только появление однородного облака газа.
4. Проблема “недостающей массы”. Измеряя световую энергию, излучаемую Млечным Путем, можно приблизительно определить массу нашей галактики. Она равняется массе ста миллиардов Солнц. Однако, изучая закономерности взаимодействия того же Млечного Пути с близлежащей галактикой Андромеды, мы обнаружим, что наша галактика притягивается к ней так, как будто весит в десять раз больше
5. По теории «Большого взрыва» нашей Вселенной почти 14 миллиардов лет.
Так было до открытия в 1960г. Квазаров, новых сверхмощных объектов Галактических масштабов возраст которых не менее 25 миллиардов лет. (Так как Квазар – завершающая стадия, смерть галактики) А с учётом удалённости данных объектов на расстояния которые свет проходит за 10 миллиардов лет выходит что возраст наблюдаемой нами Вселенной не менее 35 миллиардов лет. Но обо всём по порядку.
Я же считаю что Вселенная вечна и бесконечна.
Таким образом мы подошли к формированию представлений о эволюции галактик. К ознакомлению с загадочными объектами видимой Вселенной – Квазарами, опровергающими временные рамки теории Большого взрыва.

Проблемы теории Большого взрыва

7

проследить эволюцию галактик, так и узнать реальный возраст видимой и доступной для изучения Вселенной:
1) Что такое галактика? 2) Как они возникают, и, почему они разные? Появившись, остаются ли они неизменными, или же, как всякая система, подвержены изменениям, и в конце концов, превращаются во что-то другое? Например, спиральная галактика "рождается" спиральной галактикой, или же, у нее есть некая предшественница? А потом, в дальнейшем, всегда ли она останется спиральной галактикой, или же, со временем может так изменится, что мы даже не будем подозревать, что некий наблюдаемый объект, раньше был спиральной галактикой? Так же со всеми типами галактик: иррегулярными (Irr), и эллиптическими (Е). Изменяются ли они со временем, или, нет? 3) Есть ли связь между различными морфологическими типами галактик? 4) Можно ли их выстроит в некую единую схему, показывающую их взаимопревращение и эволюцию? 5) Самое главное: есть ли механизм превращения одних видов галактик, в другие? Если есть, что является движущей силой?
Вот уже несколько десятилетий придерживаются схемы Хаббла (американский астроном Эдвин Хаббл (предложил её в 1925 г., и развитая по 1936 г.)). По этой схеме (Последовательности Хаббла) считается, что, эволюция галактик идет в направлении от эллиптических галактик (E0, E5, E7) через спиральные (S0, Sa, Sb, Sc) к иррегулярным галактикам (Irr). Поэтому эллиптические галактики (Е) считаются ранними, а иррегулярные (Irr) (Схема на следующем слайде)
За эти прошедшие десятилетия наблюдательная астрономия гигантскими шагами ушла вперед. Накопились достаточное количество наблюдательных данных, как-то не согласующиеся с последовательностью Хаббла. И попытки объяснить которых исходя из схемы, приводит к большим затруднениям. Например, наблюдательные данные говорят, что эллиптические галактики более старше по возрасту, так как состоят из старых звезд, и звездообразование практически закончилось 5-7 млрд. лет назад. В них почти нет газа и свет красноватый. А в спиральных галактиках идет бурное звездообразование, до 10-11% газа и свет бело-голубой. В иррегулярных вообще больше массы состоит из газа и свет голубой, который означает наличие большого количества молодых горячих звезд. Содержание тяжелых элементов больше всего в эллиптических галактиках, а меньше всего в - иррегулярных. Это говорит о том, что вещество эллиптической галактики прошло переработку в звездах и обогатилось тяжелыми элементами. Поэтому, навряд ли можно считать ее ранней.
Множество других несоответствий и противоречий сегодняшним наблюдательным данным, которые не были известны несколько десятилетий назад. Эти несоответствия и противоречия возникают из-за того, что, в свое время, последовательность Хаббла была построена без учета таких характеристик галактик, как количество и состав газа, темп звездообразования, активность ядер галактик, характер излучения и т.д. Все эти вещи в эволюционном процессе играют более важную роль, чем внешний вид галактики.

9

галактик. Они возникают после начала вращения иррегулярной галактики (Irr I). Характеризуются широко раскрытыми рукавами и слаборазвитыми сфероидальной составляющей.
Sb -галактики. У этих галактик отношение массы к светимости увеличивается по сравнению с Sc, и составляет М/LB = 4,5, что говорит об уменьшение «голубизны». Причина этого - рост числа стареющих звезд во внутренней части галактики. Это наблюдается и визуально: в рукавах (и ветвях) преобладают молодые звезды, а во внутренней части галактики - стареющие, красноватые звезды
Sa-галактики. Свет таких галактик уже можно назвать, наверное, бело-красными. Отношение М/LB = 6,2, то есть «голубизна» почти три раза меньше, чем у Sc - галактик. В галактиках Sa продолжается довольно активное звездообразование, поэтому наблюдается уменьшение содержание газов, а также нейтрального водорода (HI), которая составляет несколько процентов от общей массы галактики (в Irr – большая часть массы), увеличивается доля тяжелых элементов. Плавно изменяется цвет галактики, он все больше смещается от голубого (Irr) – через (Sc-Sb) - к бело-красному (Sa), вследствие старения части звезд, а также увеличения тяжелых элементов в галактике после взрыва сверхновых.
Сейфертовские галактики обычно являются гигантскими спиральными галактиками типа Sb и Sa (напр. NGC 1068, NGC 1275), и составляют лишь 1 - 2% среди гигантских спиральных галактик, чаще всего с баром (ок. 70%). Это говорит, что большинство из них являются следствием эволюции гигантских SB галактик, когда еще в стадии рождения спиральной галактики, в центральной части вихреподобной структуры оказывается целиком иррегулярная галактика, и, вращаясь, некоторое время цельно, образует бароподобную структуру. Вследствие изначально большой концентрации вещества в центре, у сейфертов наблюдается ранняя активность в центральной части.
S0-галактики. При достижении определенной орбитальной скорости структурных элементов диска галактики, где орбитальная скорость уравновешивает центростремительную силу, они начинают вращаться вокруг центра галактики по эллиптическим, или, круговым орбитам. Резко уменьшается поступление вещества из невидимой части галактики, поэтому полностью исчезает рукава. Это означает снижение, или же, прекращение звездообразования. На стадии S0, начинается исчезновение спирального узора. Это говорит, что происходит стабилизация, или же, замедление скорости вращения галактики и выход на сцену новых сил. В замедлении вращения, видимо, играет роль турбулентная вязкость среды, вследствие роста плотности вещества. Происходит внутренняя перестройка ведущих сил и параметров, поэтому эволюция эллиптических галактик дальше идет по иным закономерностям, чем у спиральных. Скорее всего, бразды правления начинают брать на себя электромагнитные силы. S0 - галактики представляет собой переходной стадией от спиральных к эллиптическим. Поэтому у них наблюдаются одновременно свойства спиральных и эллиптических галактик: очень слабовыраженная спиральная структура (или, полное отсутствие), округленность, развитое центральное сгущение и т.д. Завершая о спиральных галактиках, наверное, надо сказать, что стадия спиральных галактик (Sc-Sb-Sa-S0), мне кажется, наиболее долгоживущая, которая в основном зависит от ресурсов вещества в невидимой (не освещенной) части галактики. А дальше, с исчезновением рукавов и прекращением звездообразования, происходит ускоренный коллапс галактики. Эту стадию мы наблюдаем как эллиптические галактики.

Проблематика эволюции галактик

11

106 М до 1012 М. Существует множество карликовых галактик, такие как NGC 185, которая является спутником нашей Галактики. У них, видимо, эволюционные процессы идут довольно вяло, и не исключено, что они живут долго. Карликовые галактики не проявляют свойств радиогалактик (пока нет наблюдательных данных), ими становятся в основном гигантские и сверхгигантские эллиптические галактики, такие как М87 и многие другие. При переходе от спиральных галактик к эллиптическим скорость вращения остается довольно большим, поэтому по внешнему виду более ранние эллиптические напоминают линзы без спиральных структур. Они имеют сплюснутую форму и имеют вид в последовательности Хаббла, обозначенные как - Е7, а более поздние - имеют форму эллипса или сферы (Е5, Е0).
У этого типа галактик довольно большая активность центральной части, на долю которой приходится 80—90% излучаемой энергии, со всей светимости галактики.
Квазары (QSO). Впервые квазары обнаружили в 1960 г. как радиоисточники, совпадающие в оптическом диапазоне со слабыми звездообразными объектами. В 1963 г. Мартен Шмидт снял спектр одного из источников ( 3С 273). В спектре были видны широкие эмиссионные линии, наиболее распространенного во Вселенной атома - атома водорода (HI). Отождествить основные спектральные линии, удалось лишь только сместив спектр атома водорода в красную сторону, на огромную величину – z = 0,158. По этому красному смещению было определено расстояние. Оказалось, что по тем временам совсем немало, ок. 2 млрд.. световых лет.
Сколько же времени может занимать такая эволюция до образования квазаров? Попробуем сделать грубую прикидку на примере нашей Галактики. Она находится в стадии -Sb, позади стадии -Irr I и -Sc. Возраст Галактики установленный по химической эволюции звезд, пр.12-13 млрд. лет. Видимо, за 5-6 млрд. лет она перейдет в стадию - Sa, а потом - S0. Еще пр. 7-8 млрд. лет будет находится в стадии эллиптической галактики - E, а затем - квазар. То есть, Irr+S+E+квазар = ок.25 млрд. лет. Конечно, это весьма приближенная грубая прикидка, и то если галактика проходит все стадии эволюции. Сейфертовские галактики (Sy), скорее всего, быстрее превращаются в квазары, но насколько быстрее, трудно сказать. Таким образом, получается, что для формирования эволюционным путем квазаров потребуется не менее 20-25 млрд. лет. Зная, сколько времени потребуется галактике, для достижения эволюционным путем стадии квазара (Irr+S+E+QSO), нетрудно будет определить нижнее значение возраста Вселенной. Пока мы не знаем, сколько времени пребывает галактика в иррегулярной, в спиральной и в эллиптической стадиях. Это затрудняет сделать какую-то прикидку. Тем не менее, выше в довольно приближенной форме, мы определили, что на достижение квазарной стадии галактикам потребуется где-то 25.. млрд лет. Тогда, если свет от какого-нибудь квазара идет до нас 10 млрд. лет, то в сумме это получится в районе (25+10) =35 млрд. лет. Отсюда, наша Вселенная не может быть моложе этого значения. Больше может быть, а меньше - нет. Иначе не могли бы формироваться такие небесные объекты как квазары. Поэтому можно сказать, что возраст Вселенной должна быть не менее 35 млрд. лет, так как сигналы квазаров говорят о завершении эволюционного пути этих галактик.

Проблематика эволюции галактик

12

основываются на компьютерном моделировании процессов, происходящих в таких звёздах. Некоторые звёзды могут синтезировать гелий лишь в некоторых активных участках, что вызывает нестабильность и сильные звёздные ветры. В этом случае образования планетарной туманности не происходит, а звезда лишь испаряется, становясь даже меньше чем коричневый карлик.
Но звезда с массой менее 0,5 солнечной никогда не будет в состоянии преобразовывать гелий даже после того, как в ядре прекратятся реакции с участием водорода. Звёздная оболочка у них недостаточно массивна, чтобы преодолеть давление, производимое ядром. К таким звёздам относятся красные карлики (такие как Проксима Центавра), срок пребывания которых на главной последовательности составляет сотни миллиардов лет. После прекращения в их ядре термоядерных реакций, они, постепенно остывая, будут продолжать слабо излучать в инфракрасном и микроволновом диапазонах электромагнитного спектра.
Звёзды среднего размера
При достижении звездой средней величины (от 0,4 до 3,4 солнечных масс) фазы красного гиганта, её внешние слои продолжают расширяться, ядро сжиматься, и начинаются реакции синтеза углерода из гелия. Синтез высвобождает много энергии, давая звезде временную отсрочку. Для звезды по размеру схожей с Солнцем, этот процесс может занять около миллиарда лет.
Изменения в величине испускаемой энергии заставляют звезду пройти через периоды нестабильности, включающие в себя перемены в размере, температуре поверхности и выпуске энергии. Выпуск энергии смещается в сторону низкочастотного излучения. Все это сопровождается нарастающей потерей массы вследствие сильных звёздных ветров и интенсивных пульсаций. Звёзды, находящиеся в этой фазе, получили название звёзд позднего типа, OH-IR звёзд или Мира-подобных звёзд, в зависимости от их точных характеристик. Выбрасываемый газ относительно богат тяжёлыми элементами, производимыми в недрах звезды, такими как кислород и углерод. Газ образует расширяющуюся оболочку и охлаждается по мере удаления от звезды, делая возможным образование частиц пыли и молекул. При сильном инфракрасном излучении центральной звезды в таких оболочках формируются идеальные условия для активизации мазеров.
Реакции сжигания гелия очень чувствительны к температуре. Иногда это приводит к большой нестабильности. Возникают сильнейшие пульсации, которые в конечном итоге сообщают внешним слоям достаточно кинетической энергии, чтобы быть выброшенными и превратиться в планетарную туманность. В центре туманности остаётся ядро звезды, которое, остывая, превращается в гелиевый белый карлик, как правило, имеющий массу до 0,5-0,6 солнечных и диаметр порядка диаметра Земли.

Последние годы и гибель звезды

21

в этом вопросе нет ясности. Также стоит под вопросом, что же на самом деле остаётся от изначальной звезды. Тем не менее, рассматриваются два варианта:
Нейтронные звёзды
Известно, что в некоторых сверхновых сильная гравитация в недрах сверхгиганта заставляет электроны упасть на атомное ядро, где они, сливаясь с протонами, образуют нейтроны. Электромагнитные силы, разделяющие близлежащие ядра, исчезают. Ядро звезды теперь представляет собой плотный шар из атомных ядер и отдельных нейтронов.
Такие звёзды, известные, как нейтронные звёзды, чрезвычайно малы — не более размера крупного города, и имеют невообразимо высокую плотность. Период их обращения становится чрезвычайно мал по мере уменьшения размера звезды (благодаря сохранению момента импульса). Некоторые совершают 600 оборотов в секунду. Когда ось, соединяющая северный и южный магнитный полюса этой быстро вращающейся звезды, указывает на Землю, можно зафиксировать импульс излучения, повторяющийся через промежутки времени, равные периоду обращения звезды. Такие нейтронные звезды получили название «пульсары», и стали первыми открытыми нейтронными звёздами.

самой актуальной) рассказывает о том, что приблизительно 14 миллиардов лет назад из невероятно малого объекта (сингулярности) произошёл чудовищной силы выброс бесконечно огромной материи и энергии. «И сказал Господь: Да будет свет!» (с). Правильно говорить даже не о свете, а о изначальной и вечной энергии Творца, которая спустя миллиарды лет атомных, а после гравитационных взаимодействий материализовалась в бесчисленное множество миров, малая часть которых доступна для изучения людям.
С открытием и изучением квазаров было доказано, что Мироздание на много древнее теоретических изысканий ранее. Квазар сигнализирует о завершающем этапе эволюции галактики (её смерти) Теперь нам становится понятным что наблюдаемая нами Вселенная старше 14 миллиардов лет, не менее 35 миллиардов…
Теперь ведические (индуистские) трактаты, упоминания о устройстве Мироздания в Библии, знания других культур, религий и народов уже не кажутся вымыслом (мифом). Все они сходятся к единому пониманию о Вечном и Изначальном Творце, о его Чудесной и Бесконечно Могущественной Силе. Не кажутся теперь пустыми словами и упоминания о возрасте Мироздания.
В наше время многие приняли теорию о тепловой смерти Вселенной, свидетельствующую о «остывании»
звёздных объектов. Это факт, однако, на данный момент мы не обладаем достаточными знаниями о устройстве как Вселенной так и о её законах. Мы ничего практически не знаем о сингулярности, её роли в межзвёздном пространстве, мы ничего практически не знаем о квазарах, и что следует за ними? Что происходит с джетами, звездной энергией когда жернова черной дыры перемалывают звёзды? Что происходит с выброшенной после «помола» энергией? – образование новых протоквазарных облаков? Проще сказать что мы вообще знаем… Знаем что Вселенная была создана в результате гипотетического Большого взрыва – всё. Возможно и тепловая смерть Вселенной это всего лишь этап эволюции.
Вселенная вечна и бесконечна, наблюдаемая же нами Вселенная имеет начало, но не имеет конца, по воле Господа Бога нашего, благодаря его неизмеримому и непостижимому могуществу.
«Ты существуешь в начале, в середине и в конце всего, от самой маленькой частички космического проявления — атома — до гигантских вселенных и всей материальной энергии. Тем не менее, Ты вечен, не имея начала, конца или середины. Ты воспринимаешься, чтобы существовать в трех этих фазах, и таким образом Ты являешься неизменным. Когда это космическое проявление не существует, Ты существуешь, как изначальная потенция… Есть бесчисленные Вселенные за пределами этой, и несмотря на то, что они бесконечно велики, они вращаются в Тебе, подобно атомам.
— Бхагавата-Пурана 6.16.36-37

25

и все отдельные звёзды, видимые невооружённым глазом. Относится к спиральным галактикам с перемычкой класса Sb. Млечный Путь вместе с Галактикой Андромеды (М31), Галактикой Треугольника (М33), и более 40 карликовыми галактиками-спутниками — своими и Андромеды — образуют Местную Группу галактик.
Диаметр Галактики составляет около 30 тысяч парсек (порядка 100 000 световых лет, 1 квинтиллион километров) при оценочной средней толщине порядка 1000 световых лет. Галактика содержит, по самой низкой оценке, порядка 200 миллиардов звёзд (современная оценка колеблется в диапазоне предположений от 200 до 400 миллиардов). Основная масса звёзд расположена в форме плоского диска. По состоянию на январь 2009, масса Галактики оценивается в 3·1012 масс Солнца, или 6·1042 кг. Новая минимальная оценка определяет массу галактики всего в 5·1011 масс Солнца. Большая часть массы Галактики содержится не в звёздах и межзвёздном газе, а в несветящемся гало из тёмной материи.
Ядро. В средней части Галактики находится утолщение, которое называется балджем (англ. bulge — утолщение), составляющее около 8 тысяч парсек в поперечнике. Центр ядра Галактики находится в созвездии Стрельца (α = 265°, δ = −29°). Расстояние от Солнца до центра Галактики 8,5 килопарсек (2,62·1017 км, или 27 700 световых лет). В центре Галактики, по всей видимости, располагается сверхмассивная чёрная дыра (Стрелец A*) (около 4,3 миллиона M☉) вокруг которой, предположительно, вращается чёрная дыра средней массы от 1000 до 10 000 M☉ и периодом обращения около 100 лет и несколько тысяч сравнительно небольших. Их совместное гравитационное действие на соседние звёзды заставляет последние двигаться по необычным траекториям. Существует предположение, что большинство галактик имеют сверхмассивные чёрные дыры в своем ядре.
Для центральных участков Галактики характерна сильная концентрация звезд: в каждом кубическом парсеке вблизи центра их содержится многие тысячи. Расстояния между звездами в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца. Как и в большинстве других галактик, распределение массы в Млечном Пути такое, что орбитальная скорость большинства звезд Галактики не зависит в значительной степени от их расстояния до центра. Далее от центральной перемычки к внешнему кругу, обычная скорость обращения звезд составляет 210—240 км/с. Таким образом, такое распределение скорости, не наблюдаемое в солнечной системе, где различные орбиты имеют существенно различные скорости обращения, является одной из предпосылок к существованию темной материи.
Считается, что длина галактической перемычки составляет около 27 000 световых лет. Эта перемычка проходит через центр галактики под углом 44 ± 10 градусов к линии между нашим Солнцем и центром галактики. Она состоит преимущественно из красных звезд, которые считаются очень старыми. Перемычка окружена кольцом, называемым «Кольцом в пять килопарсек». Это кольцо содержит большую часть молекулярного водорода Галактики и является активным регионом звездообразования в нашей Галактике. Если вести наблюдение из галактики Андромеды, то галактическая перемычка Млечного Пути была бы яркой его частью

38

более крупные структуры Вселенной выполнил в XVIII веке английский астроном Уильям Гершель. Он подсчитывал количество звёзд в разных областях неба и обнаружил, что на небе присутствует большой круг (впоследствии он был назван галактическим экватором), который делит небо на две равные части и на котором количество звёзд оказывается наибольшим. Кроме того, звёзд оказывается тем больше, чем ближе участок неба расположен к этому кругу. Наконец обнаружилось, что именно на этом круге располагается Млечный Путь. Благодаря этому Гершель догадался, что все наблюдаемые нами звёзды образуют гигантскую звёздную систему, которая сплюснута к галактическому экватору. Вначале предполагалось, что все объекты Вселенной являются частями нашей Галактики, хотя ещё Кант высказывал предположение, что некоторые туманности могут быть галактиками, подобными Млечному Пути. Ещё в 1920 году вопрос о существовании внегалактических объектов вызывал дебаты (например, известный Большой спор между Харлоу Шепли и Гебером Кёртисом; первый отстаивал единственность нашей Галактики). Гипотеза Канта была окончательно доказана лишь в 1920-х годах, когда Эдвину Хабблу удалось измерить расстояние до некоторых спиральных туманностей и показать, что по своему удалению они не могут входить в состав Галактики.
Согласно последним научным оценкам, расстояние от Солнца до галактического центра составляет 26 000 ± 1 400 световых лет, в то время как согласно предварительным оценкам наша звезда должна находиться на расстоянии около 35 000 световых лет от перемычки. Это означает, что Солнце расположено ближе к краю диска, чем к его центру. Вместе с другими звездами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220—240 км/с, делая один оборот примерно за 200 млн. лет. Таким образом, за все время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не более 30 раз.
В окрестностях Солнца удается отследить участки двух спиральных рукавов, которые удалены от нас примерно на 3 тыс. световых лет. По созвездиям, где наблюдаются эти участки, им дали название рукав Стрельца и рукав Персея. Солнце расположено почти посередине между этими спиральными ветвями. Но сравнительно близко от нас (по галактическим меркам), в созвездии Ориона, проходит ещё один, не очень четко выраженный рукав — рукав Ориона, который считается ответвлением одного из основных спиральных рукавов Галактики.
Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики почти совпадает со скоростью волны уплотнения, образующей спиральный рукав. Такая ситуация является нетипичной для Галактики в целом: спиральные рукава вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы в колесах, а движение звезд происходит с другой закономерностью, поэтому почти все звездное население диска то попадает внутрь спиральных рукавов, то выпадает из них. Единственное место, где скорости звезд и спиральных рукавов совпадают — это так называемый коротационный круг, и именно на нём расположено Солнце.
Для Земли это обстоятельство чрезвычайно важно, поскольку в спиральных рукавах происходят бурные процессы, образующие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не смогла бы от него защитить. Но наша планета существует в сравнительно спокойном месте Галактики и в течение сотен миллионов (или даже миллиардов) лет не подвергалась воздействию этих космических катаклизмов. Возможно именно поэтому на Земле смогла родиться и сохраниться жизнь.

44

класса G2V, жёлтый карлик. В Солнце сосредоточена подавляющая часть всей массы системы (около 99,866 %), оно удерживает своим тяготением планеты и прочие тела, принадлежащие к Солнечной системе. Четыре крупнейших объекта — газовые гиганты — составляют 99 % оставшейся массы (при этом большая часть приходится на Юпитер и Сатурн — около 90 %).
Большинство крупных объектов, обращающихся вокруг Солнца, движутся практически в одной плоскости, называемой плоскостью эклиптики. В то же время кометы и объекты пояса Койпера часто обладают большими углами наклона к этой плоскости.
Все планеты и большинство других объектов обращаются вокруг Солнца в одном направлении с вращением Солнца (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца). Есть исключения, такие как комета Галлея. Самой большой угловой скоростью обладает Меркурий — он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А для самой удалённой планеты — Нептуна — период обращения составляет 165 земных лет.
Большая часть планет вращается вокруг своей оси в ту же сторону, что и обращается вокруг Солнца. Исключения составляют Венера и Уран, причём Уран вращается практически «лёжа на боку» (наклон оси около 90°). Для наглядной демонстрации вращения используется специальный прибор — теллурий.
Многие модели Солнечной системы условно показывают орбиты планет через равные промежутки, однако в действительности, за малым исключением, чем дальше планета или пояс от Солнца, тем больше расстояние между её орбитой и орбитой предыдущего объекта. Например, Венера приблизительно на 0,33 а. е. дальше от Солнца, чем Меркурий, в то время как Сатурн на 4,3 а. е. дальше Юпитера, а Нептун на 10,5 а. е. дальше Урана. Были попытки вывести корреляции между орбитальными расстояниями (например, правило Тициуса — Боде), но ни одна из теорий не стала общепринятой.
Орбиты объектов вокруг Солнца описываются законами Кеплера. Согласно им, каждый объект обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. У более близких к Солнцу объектов (с меньшей большой полуосью) больше угловая скорость вращения, поэтому короче период обращения (год). На эллиптической орбите расстояние объекта от Солнца изменяется в течение его года. Ближайшая к Солнцу точка орбиты объекта называется перигелий, наиболее удалённая — афелий. Каждый объект движется быстрее всего в своём перигелии и медленнее всего в афелии. Орбиты планет близки к кругу, но многие кометы, астероиды и объекты пояса Койпера имеют сильно вытянутые эллиптические орбиты.
Большинство планет Солнечной системы обладают собственными подчинёнными системами. Многие окружены спутниками, некоторые из спутников по размеру превосходят Меркурий. Большинство крупных спутников находятся в синхронном вращении, одна их сторона постоянно обращена к планете. Четыре крупнейшие планеты — газовые гиганты — обладают также кольцами, тонкими полосами крошечных частиц, обращающимися по очень близким орбитам практически в унисон.

Структура Солнечная системы

48