ระบบสุริยะของเราในกาแล็กซี สถานที่ของระบบสุริยะในกาแล็กซีทางช้างเผือก

“ระบบสุริยะเป็นส่วนหนึ่งของทางช้างเผือก ซึ่งเป็นกาแลคซีกังหันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30,000 พาร์เซก (หรือ 100,000 ปีแสง) และประกอบด้วยดาวฤกษ์ประมาณ 2 แสนล้านดวง ระบบสุริยะตั้งอยู่ใกล้ระนาบสมมาตรของดิสก์กาแลคซี (20-25 พาร์เซกด้านบนนั่นคือทางเหนือ) ที่ระยะห่างประมาณ 8,000 พาร์เซก (27,000 ปีแสง) จากใจกลางกาแลคซี (เกือบเท่ากัน ห่างจากใจกลางกาแล็กซีและขอบของมัน) ที่ชานเมือง Orion Arm - หนึ่งในแขนกาแลคซีของทางช้างเผือก มุมระหว่างระนาบสุริยุปราคากับระนาบสมมาตรของดิสก์กาแลคซีคือ 60°

ดวงอาทิตย์หมุนรอบใจกลางกาแลคซีในวงโคจรเกือบเป็นวงกลมด้วยความเร็วประมาณ 254 กม./วินาที (อัพเดตในปี 2552) และเสร็จสิ้นการปฏิวัติเต็มรูปแบบทุกๆ 200 ล้านปี ช่วงเวลานี้เรียกว่าปีกาแล็กซี”("ระบบสุริยะ". เนื้อหาจากวิกิพีเดีย – สารานุกรมเสรี ).

ทางช้างเผือกและที่ของเราในนั้น

“กาแล็กซีของเราเป็นประเภทใดของฮับเบิล ความจริงที่ว่ามันน่าจะเป็นเกลียวนั้นถูกสงสัยมานานแล้ว แต่เป็นเวลานานแล้วที่ไม่มีข้อเท็จจริงเชิงสังเกตการณ์เพียงพอที่จะพิสูจน์ได้ เมื่อร้อยปีที่แล้วเราทราบสิ่งต่อไปนี้: เราอาศัยอยู่ในระบบดาวฤกษ์ขนาดมหึมาซึ่งมีจำนวนดาวฤกษ์หลายแสนล้านดวง กล่าวโดยคร่าวๆ คือระบบนี้มีลักษณะเป็นจานกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30 kpc (100,000 ปีแสง ). ศูนย์กลางของระบบอยู่ในกลุ่มดาวราศีธนู

ดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากศูนย์กลางของระบบค่อนข้างมาก แต่เกือบจะอยู่ในระนาบของเส้นศูนย์สูตรของกาแลคซีพอดี สถานการณ์หลังนี้ไม่ควรทำให้เรามีความสุข เนื่องจากเมฆฝุ่นหนาแน่นอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของดาราจักร สำหรับวัตถุนอกกาแลคซีนั้น เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่า "โซนแห่งการหลีกเลี่ยง" นั้นขยายออกไป 20 องศาทั้งสองข้างของเส้นศูนย์สูตรของกาแลคซี ในทางปฏิบัติแล้ว กาแลคซีอื่นๆ ในบริเวณนี้แทบไม่ถูกสังเกตเลย

ไม่ใช่เพราะพวกเขาไม่อยู่ที่นั่น แต่เป็นเพราะฝุ่นทำให้มองเห็นได้ยาก การดูดกลืนแสงในชั้นฝุ่นของดาราจักรนั้นน่ากลัวมาก ดังนั้น “การมองไกล” ของกล้องโทรทรรศน์แสงที่ใหญ่ที่สุดใกล้เส้นศูนย์สูตรของดาราจักรจึงมีขนาดเล็ก ข้ามชั้นฝุ่นหรือในมุมที่สังเกตเห็นได้ก็เป็นอีกเรื่องหนึ่ง

เป็นผลให้เราไม่สามารถมองเห็น (ในช่วงแสง) ศูนย์กลางของกาแล็กซี ยิ่งกว่านั้น เราไม่สามารถมองเห็นแขนกังหันของกาแล็กซีได้ ด้วยเหตุผลเดียวกันกับที่คุณไม่สามารถมองเห็นซาวด์แทร็กบนแผ่นเสียงไวนิลเก่าได้ หากคุณจับมันไว้ตรงขอบอย่างเคร่งครัด ในตอนท้ายของนวนิยายชื่อดังของ I.A. “เนบิวลาแอนโดรเมดา” ของ Efremov มนุษย์ได้รับของขวัญที่ยอดเยี่ยมจากผู้อยู่อาศัยที่ชาญฉลาดของเมฆแมกเจลแลนใหญ่ - ภาพถ่ายกาแล็กซีของเราจากด้านข้างของ LMC ที่กล่าวถึง และแม้ว่ากาแล็กซีของเราจะถูกพรากไป "จากการเลี้ยวที่ไม่สะดวก" แต่มูลค่าของของขวัญดังกล่าวก็ยิ่งใหญ่มาก

แต่จนถึงตอนนี้ - อนิจจา - เราไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับการมีอยู่ของอารยธรรมนอกกาแลคซีหรือเกี่ยวกับความพร้อมของพวกมันที่จะเข้ามาติดต่อกับเรา เนื่องจากอารยธรรมที่หลากหลายในจักรวาลไม่ได้รับการพิสูจน์เลย จึงเป็นการฉลาดกว่าที่จะไม่คาดหวังของขวัญจาก "แอนโดรเมดาน" ผู้ใจดีและเสียสละ แต่ให้มองหาคำตอบด้วยตัวเราเอง พบว่าส่วนใหญ่ใช้ดาราศาสตร์อินฟราเรดและวิทยุ

ไม่สามารถพูดได้ว่าฝุ่นจะโปร่งใสอย่างสมบูรณ์ต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงอินฟราเรด แต่การดูดกลืนแสงในช่วง IR นั้นน้อยกว่าในช่วงแสงมาก ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด เราสามารถมองเห็นได้เกือบจะขวาผ่านดิสก์ดาราจักร ศึกษาแกนดาราจักร ตรวจจับวัตถุนอกดาราจักรที่ซ่อนอยู่จากความหนาของจานฝุ่น ฯลฯ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้ทำให้เราเข้าใกล้การเปิดเผยโครงสร้างกังหันของดาราจักรมากนัก ทางช้างเผือก

สะดวกกว่าในการตรวจจับการมีอยู่ของแขนเกลียวในช่วงคลื่นวิทยุ เป็นที่ทราบกันว่าไม่เพียงแต่กลุ่มดาวฤกษ์อายุน้อยเท่านั้นที่รวมตัวกันอยู่ในแขนกังหัน แต่ยังรวมไปถึงสสารที่นำไปสู่การกำเนิดของมันด้วย นั่นก็คือเมฆก๊าซ เพื่อความง่าย เราถือว่าก๊าซประกอบด้วยไฮโดรเจนเพียงอย่างเดียว ซึ่งดังที่ทราบกันดีว่ามีเส้นดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 21 ซม.

หากก๊าซเคลื่อนที่สัมพันธ์กับเรา เส้นดูดกลืนก็จะเปลี่ยนไปตามผลของดอปเปลอร์ ความเร็วในแนวรัศมีของแขนแต่ละข้างที่สัมพันธ์กับเรานั้นแตกต่างกัน ดังนั้น เมื่อสังเกตแหล่งกำเนิดวิทยุที่อยู่ห่างไกล (เช่น พัลซาร์ซึ่งอยู่ที่ไหนสักแห่งบนขอบของดาราจักร) เราจะได้รับเส้นดูดซับไฮโดรเจนหลายเส้นในสเปกตรัมที่เลื่อนไปสัมพันธ์กับแต่ละเส้น อื่นๆ และจำนวนจะเท่ากับจำนวนแขนกังหันระหว่างแหล่งวิทยุกับเรา

แน่นอนว่าภาพจริงนั้นซับซ้อนกว่ามาก แต่หลักการก็ชัดเจน เราสามารถนับจำนวนแขนกังหันในทิศทางของแหล่งกำเนิดวิทยุแต่ละแหล่งที่อยู่ห่างไกลซึ่งอยู่ใกล้ระนาบกาแลคซีได้ แม่นยำยิ่งขึ้นเราสามารถระบุได้ว่าการปล่อยคลื่นวิทยุที่มาหาเราข้ามแขนกี่ครั้ง แต่เราไม่สามารถบอกได้ว่ามีแขนกังหันกี่อันในกาแล็กซี - ท้ายที่สุดแล้วลำแสงสามารถข้ามแขนที่บิดเบี้ยวอย่างแรงได้สองครั้ง

ดาราจักรกังหันส่วนใหญ่มีสองแขน เนบิวลาสามเหลี่ยม (ประเภท Sc) มีเนบิวลาหลักสามอันและเนบิวลาที่ไม่เป็นชิ้นเป็นอันอีกนับสิบ กาแล็กซี M63 หรือที่รู้จักในชื่อดอกทานตะวัน มีดาราจักรหลายสิบดวง

แต่ทางช้างเผือกมีกี่แขน? ตัวอย่างเช่น หากสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดระยะไกลมีการจุ่มสี่จุดใกล้ความยาวคลื่น 21 ซม. ก็อาจหมายความว่ากาแล็กซีมี 4 แขนหรือ 2 แขน แต่ยาวและบิดแน่นกว่า หรืออาจจะมากกว่าสี่แต่บิดเบี้ยวน้อยกว่า?

หรือเพียงอันเดียว แต่พันรอบแกนกลาง 4 ครั้ง?

ปัญหานี้กลับกลายเป็นว่าพูดง่ายๆ ไม่ใช่เรื่องง่าย กุญแจสำคัญในการแก้ปัญหานี้มาจากงานของ Walter Baade เกี่ยวกับตัวสะท้อนแสงขนาด 100 นิ้วในปี 1945-1949 Baade พบว่าในเนบิวลาแอนโดรเมดา แขนกังหันส่วนใหญ่รวมดาวร้อนที่มีความส่องสว่างสูงและเนบิวลาเปล่งแสง เช่นเดียวกับฝุ่นและเมฆยิ่งยวดของก๊าซที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน

ขณะนี้ มีงานจำนวนมากที่ต้องทำเพื่อกำหนดระยะทางไปยังวัตถุเหล่านี้ในทางช้างเผือก ซึ่งเป็นงานที่ยากมาก พิถีพิถัน และเต็มไปด้วยข้อผิดพลาด นอกจากนี้ โซนที่ซ่อนอยู่ในแกนกาแลคซียังคงไม่สามารถเข้าถึงได้ (และยังคงอยู่) - มันไม่ได้เรียกว่า "Zona Galactica Incognita" โดยเปล่าประโยชน์

อย่างไรก็ตาม ขณะนี้นักดาราศาสตร์กำลังวาดรูปแบบก้นหอยของทางช้างเผือกด้วยความมั่นใจในระดับสูง ปรากฎว่ากาแล็กซีของเราอยู่ในประเภท SBb มีแท่งยาว 7-8 kpc จากปลายแต่ละด้านซึ่งมีแขนกังหันสองอันยื่นออกมา (รวมทั้งหมดมีสี่อัน) โดยมีมุมบิด 10-12 องศา โดยทั่วไปแล้ว Galaxy M109 จะคล้ายกับ Galaxy ของเรา

เป็นไปได้ว่าจะมีวงแหวนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของแท่ง กาแลคซีทั้งสองมี "แขนเฉพาะที่" ซึ่งเป็นกิ่งก้านจากแขนกังหันหลัก ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ในแขนสาขาใดแขนงหนึ่งที่ระยะห่างประมาณ 8 kpc จากใจกลางกาแล็กซี

ดังนั้นทางช้างเผือกจึงเป็นกาแลคซีกังหันขนาดใหญ่แต่ค่อนข้างธรรมดา อย่างนี้มันก็ต้องมี ประชากรดาวฤกษ์สองประเภท - ระบบย่อยทรงกลมและแบน(เมื่อก่อนเรียกว่าดาว. ประชากรประเภท I และ IIตามลำดับ)- เราได้ชี้ให้เห็นไปแล้วข้างต้นว่าส่วนป่องของกาแลคซีกังหันมีลักษณะคล้ายกาแลคซีทรงรีรูปไข่ ส่วนนูนประกอบด้วยดาวฤกษ์ซึ่งส่วนใหญ่มีอายุเก่าแก่กระจุกตัวอยู่ที่ใจกลาง ซึ่งทำให้พวกมันคล้ายกับกาแลคซีอีด้วย ส่วนนูนนั้นล้อมรอบด้วยรัศมีดาราจักรอันกว้างใหญ่ซึ่งเป็นส่วนที่ต่อเนื่องกันและยังประกอบด้วยดวงดาวด้วย.

รัศมีของทางช้างเผือกนั้นขยายออกไปไกลเกินขอบเขต ตัวอย่างเช่น พบดาวฤกษ์ที่อยู่ในรัศมีนั้น ซึ่งเป็นระยะทางประมาณ 400,000 ปีแสง ปี. รูปทรงรัศมีเป็นรูปทรงกลมรีเล็กน้อย ความเข้มข้นของดวงดาวในนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับส่วนนูนและลดลงเมื่อเข้าใกล้ขอบรัศมี ใครๆ ก็จินตนาการได้ว่าเราจะได้เห็นอะไรหากดวงอาทิตย์เป็นหนึ่งในดวงดาวในรัศมี!

ไม่น่าเป็นไปได้ที่ดาวฤกษ์เพียงดวงเดียวจะประดับท้องฟ้ายามค่ำคืนของเราได้ แต่ปรากฏการณ์ของกาแล็กซีที่แผ่กระจายไปทั่วท้องฟ้าจะเป็นภาพที่น่าหลงใหลที่สุดอย่างไม่ต้องสงสัย

แม้ว่าแน่นอนว่าเราไม่สามารถอยู่ในรัศมีตามทฤษฎีได้ ท้ายที่สุดแล้ว ดาวฤกษ์ที่ประกอบกันเป็นดาวแคระย่อย เกิดจากสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซซึ่งมีธาตุหนักต่ำ และเห็นได้ชัดว่าไม่มีดาวเคราะห์บนพื้นโลก

ระบบย่อยทรงกลมประกอบด้วยดาวแปรแสงบางดวงและที่สำคัญที่สุดคือกระจุกดาวทรงกลมซึ่งไม่ได้แสดงความเข้มข้นที่สังเกตเห็นได้ชัดเจนเมื่อมองไปยังระนาบกาแลคซี แต่จะมีความเข้มข้นอย่างมากที่ใจกลางทางช้างเผือก ทางช้างเผือกล้อมรอบด้วยกระจุกทรงกลมคล้ายฝูงคนแคระ มีพวกมันประมาณ 150 ตัวในกาแล็กซี แต่ไม่ต้องสงสัยเลยว่ายังไม่ถูกค้นพบทั้งหมด กระจุกดาวทรงกลมทั่วไปมีลักษณะเป็นรูปทรงกลมหรือแบนเล็กน้อย ประกอบด้วยดาวอายุมาก (ดาวแคระ) และแตกต่างจากดาราจักรทรงรีเพียงขนาดเท่านั้น (ตั้งแต่ 11 ถึง 590 ชิ้น) และจำนวนดาว

กระจุกดาวทรงกลมทั่วไปประกอบด้วยดาวฤกษ์ 100,000 ดวง บางครั้งหลายล้านดวง ในขณะที่กาแล็กซี "ปกติ" มีดาวฤกษ์อย่างน้อยหลายพันล้านดวง

กระจุกทรงกลมมีบทบาทสำคัญในการค้นพบการหมุนรอบตัวเองของดาราจักร ในปี พ.ศ. 2468 เกิดความไม่สมดุลอย่างประหลาดในทิศทางการเคลื่อนที่ของกระจุกดาวทรงกลม พวกมันเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวและมีความเร็วสูงมาก อย่างน้อยก็เมื่อเปรียบเทียบกับความเร็วของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ - ประมาณ 200 กม./ ส. ดาวฤกษ์ส่วนน้อยก็มีเช่นกัน ความเร็วสูงและแสดงการเคลื่อนไหวที่ไม่สมดุลเหมือนเดิม ในไม่ช้านักดาราศาสตร์ชาวสวีเดน บี. ลินด์บลาด ก็อธิบายเรื่องนี้โดยกล่าวว่า ระบบย่อยสองระบบของประชากรดาวฤกษ์ในดาราจักร - ทรงกลมและแบน - หมุนต่างกัน .

และดวงดาวในดิสก์กาแลคซีก็เคลื่อนที่เร็วพอๆ กัน โดยหมุนรอบใจกลางกาแล็กซี ดวงอาทิตย์ทำการโคจรรอบโลกอย่างสมบูรณ์ในเวลาประมาณ 200 ล้านปี

โดยทั่วไปแล้ว สถานการณ์ที่มีการหมุนของกาแลคซีกังหันยังไม่ชัดเจนในบางครั้ง: จริง ๆ แล้วพวกมันหมุนไปในทิศทางใด? กิ่งก้านเกลียวบิดในระหว่างการหมุนหรือในทางกลับกันคลายออกหรือไม่? ข้อพิจารณาภายในประเทศ (เช่น การสังเกตน้ำที่ไหลลงท่อระบายน้ำในอ่างอาบน้ำ) ระบุว่ากิ่งก้านมีแนวโน้มที่จะบิดเบี้ยว แต่ก็ยังไม่มีความชัดเจนที่สมบูรณ์ เมื่อมองแวบแรกปัญหาได้รับการแก้ไขเล็กน้อย: เราจำเป็นต้องหมุนเกลียวเข้าหาเราในมุมแหลมและรับสเปกตรัมของขอบด้านใดด้านหนึ่ง - ทิศทางของการเลื่อนดอปเปลอร์จะระบุทิศทางการหมุนทันที

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกอย่างจะง่ายนัก - เราไม่รู้ว่ากาแล็กซีหันหน้าเข้าหาเรา "ขึ้น" หรือ "ลง" เพื่อตอบคำถามนี้ เราต้องมองหากาแลคซีซึ่งประการแรก รูปแบบกังหันสามารถมองเห็นได้ชัดเจน และประการที่สอง แถบเส้นศูนย์สูตรของสสารฝุ่นก็มองเห็นได้ไม่ชัดเจนนัก เฉพาะในกาแล็กซีเช่นนี้เท่านั้นที่ชัดเจนว่า "บน" อยู่ที่ไหนและ "ลง" อยู่ที่ไหน

เมื่อพบกาแลคซีที่ต้องการ คำถามก็ได้รับการแก้ไข: กาแลคซีหมุนเพื่อให้แขนของพวกมันบิด แทนที่จะคลายออก สามัญสำนึกที่รวบรวมมาจากใกล้กับท่อระบายน้ำในอ่างอาบน้ำมีชัย

อย่างไรก็ตามขอโทษด้วย: ในระหว่างที่กาแล็กซีดำรงอยู่ (อย่างน้อย 12 พันล้านปีตามการประมาณการสมัยใหม่) กิ่งก้านของเกลียวควรจะหมุนรอบใจกลางกาแล็กซีหลายสิบครั้ง! และสิ่งนี้ไม่พบทั้งในกาแลคซีอื่นหรือในกาแลคซีของเรา ในปี 1964 C. Lin และ F. Shu จากสหรัฐอเมริกา พัฒนาแนวคิดของ B. Lindblad ได้คิดค้นทฤษฎีที่ว่าแขนกังหันไม่ใช่การก่อตัวของวัสดุบางประเภท แต่เป็นคลื่นที่มีความหนาแน่นของสสารที่โดดเด่นเหนือ พื้นหลังเรียบๆ ของดาราจักรเป็นหลักเพราะว่าพวกมันผ่านการกำเนิดดาวฤกษ์ที่ยังคุกรุ่นอยู่ พร้อมด้วยการกำเนิดของดาวฤกษ์ที่มีความสว่างสูง

การหมุนของแขนกังหันไม่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของดวงดาวในวงโคจรกาแลคซี บน ระยะทางสั้น ๆจากแกนกลาง ความเร็วการโคจรของดาวฤกษ์เกินกว่าความเร็วของแขน และดาวฤกษ์ก็ไหลเข้ามาจากด้านในและออกจากด้านนอก ในระยะทางไกล สิ่งที่ตรงกันข้ามจะเป็นจริง: แขนดูเหมือนจะวิ่งเข้าหาดวงดาว รวมพวกมันไว้ในองค์ประกอบชั่วคราว แล้วจึงแซงพวกมันไป

สำหรับดาว OB ที่สว่างซึ่งกำหนดรูปแบบของปลอกแขน พวกมันเมื่อเกิดที่แขนเสื้อก็จบชีวิตอันสั้นในนั้น เพียงแต่ไม่มีเวลาจะออกจากแขนเสื้อ

ไม่สามารถพูดได้เกี่ยวกับสาเหตุของการกำเนิดแขนกังหัน ยกเว้นแขน (และภายใต้สภาวะเริ่มต้นบางประการ แท่ง) มักจะปรากฏในการจำลองเชิงตัวเลขของการกำเนิดของกาแลคซีเสมอ หากให้มวลและแรงบิดมากพอ พยายามตอบคำถามด้วยตัวเองเกี่ยวกับสาเหตุที่ทำให้เกิดคลื่นเกลียวหมุนช้าๆ รอบรูระบายน้ำที่กล่าวไปแล้วในอ่างอาบน้ำ ไม่น่าเป็นไปได้ที่จะมีสิ่งใดเข้ามาในใจได้นอกจากเรื่องที่ลึกซึ้ง: “ความวุ่นวาย...” สิ่งนี้ในตัวมันเองนั้นเป็นเรื่องจริง แต่ กระบวนการต่างๆ เช่น ความปั่นป่วน เป็นที่รู้จักกันดี สาขาวิชาคณิตศาสตร์พิเศษเราไม่ดำเนินการอธิบายด้วยเงื่อนไขที่เข้าใจได้ว่าเหตุใดจึงเกิดขึ้น- ขอให้เราทราบเพียงว่าความวุ่นวายไม่ได้วุ่นวายเสมอไป

บ่อยครั้งมันสามารถสร้างโครงสร้างเช่นเซลล์หมุนเวียน (จำแกรนูลบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ได้ไหม) หรือแขนกังหันของกาแลคซี

เฉพาะในกาแลคซีประเภท Sa (SBa) เท่านั้นที่เราไม่เห็นการกระจายตัวของแขน ในกาแลคซี Sb (SBb) และ Sc (SBc) แขนจะกระจัดกระจาย พวกมันยังกระจัดกระจายอยู่ในกาแล็กซีของเรา

ความหยาบกระด้างของทางช้างเผือกซึ่งเป็นแขนที่อยู่ใกล้เราที่สุดนั้นน่าทึ่งมากและอธิบายได้จากการกระจายตัวของเมฆฝุ่นระหว่างดวงดาวใกล้ดวงอาทิตย์ ส่วนใหญ่แต่ยังไม่ทั้งหมด! เมฆดาวฤกษ์จริงๆ เป็นที่ทราบกันว่าดาวฤกษ์อายุน้อยมีความเชื่อมโยงทางพันธุกรรมซึ่งกันและกัน ตัวอย่างเช่น ที่ระยะห่าง 1.5 kpc จากดวงอาทิตย์ในทิศทางของกลุ่มดาวราศีธนู จะมีเมฆดาวก้อนหนึ่งที่มีขนาดกะทัดรัดประมาณ 50 ชิ้น

รู้จักกลุ่มดาวฤกษ์อายุน้อยที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก บางครั้งมีขนาดถึง 1 kpc และมีดาวหลายล้านดวง กลุ่มดังกล่าวซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 600 ชิ้นเรียกว่าสารประกอบเชิงซ้อนของดาวฤกษ์

สารประกอบเชิงซ้อนของดาวฤกษ์นั้นพันกันบนแขนเกลียว เหมือนเม็ดบีดบนด้าย ไม่ต้องสงสัยเลยว่าพวกมันมีต้นกำเนิดมาจากการไหลของก๊าซจำนวนมากเข้าสู่แขนกังหันและคลื่นของการก่อตัวดาวฤกษ์ตามมา กลุ่มดาวฤกษ์ประกอบด้วยกระจุกดาวเปิดจำนวนมาก เกิดจากการอัดแรงโน้มถ่วงของเมฆก๊าซ-ฝุ่นขนาดเล็ก เมื่อเปรียบเทียบกับขนาดของกลุ่มดาวฤกษ์และมีจำนวนดาวฤกษ์ตั้งแต่สิบถึงหนึ่งพันดวง รวมตัวของดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าหลายแห่ง ตลอดจน มวลรวมดาวฤกษ์ตั้งแต่หนึ่งมวลขึ้นไป ซึ่งหมายถึงการรวมกลุ่มแบบหลายศูนย์กลางขนาดใหญ่ เช่นเดียวกับที่พบในกลุ่มดาวนายพราน แน่นอนว่าในอวกาศที่มีปริมาตรเท่ากัน มีดาวอายุมากกว่าหลายดวงที่ไม่ได้เป็นหนี้กำเนิดสิ่งที่ซับซ้อนนี้ แต่เพียงแค่เดินทางผ่านมันเท่านั้น

หนึ่งในดาวเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับเรา - ดวงอาทิตย์

ย้อนกลับไปในปี 1879 นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน เบนจามิน กูลด์ สังเกตเห็นสิ่งนั้น ดาวสว่างพวกมันไม่กระจายอย่างสม่ำเสมอบนท้องฟ้า แต่กระจุกอยู่ในแถบหรือแถบบางเส้น คงไม่น่าแปลกใจถ้าระนาบของมันตรงกับระนาบของทางช้างเผือก แต่ความจริงก็คือมีมุมระหว่างพวกมัน 18 องศา เข็มขัดโกลด์เป็นโครงสร้างรูปทรงดิสก์ (หรือแม่นยำกว่านั้นคือทรงกลมทรงกลมเฉียงเฉียง) ซึ่งมีจุดศูนย์กลางอยู่ห่างจากเราประมาณ 150 ชิ้น เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 750 ชิ้น และมีอายุ 30 ล้านปี

นี่คือกลุ่มดาวฤกษ์ทั่วไป หนึ่งในหลายกลุ่ม และประกอบด้วยดาวสว่าง 60% บนท้องฟ้าของเรา หน่วยในกลุ่มดาวนายพรานที่มีดาวอายุน้อยจำนวนมากและเนบิวลาที่มีชื่อเสียงก็รวมอยู่ในนั้นด้วย ดวงอาทิตย์ซึ่งมีความเร็วการโคจรไม่แตกต่างจากความเร็วการหมุนของแขนกังหันมากนัก จะยังคงอยู่ในแถบโกลด์เป็นเวลานาน

สำหรับคำถามที่ว่าระบบย่อยทั้งหมดของกาแล็กซีหมุนไปรอบๆ อะไรคุณสามารถตอบได้อย่างโง่เขลาเช่นเดียวกับคำถามเกี่ยวกับที่มาของแขนเสื้อ:รอบแกนกลาง แต่แกนกลางกาแลคซีโดยทั่วไปคืออะไรและแกนกลางของกาแล็กซีของเราโดยเฉพาะคืออะไร?

เป็นที่แน่ชัดมานานแล้วว่าความหนาแน่นของดาวฤกษ์ในแกนกลางนั้นมีขนาดใหญ่กว่าในพื้นที่รกร้างสัมพัทธ์ที่ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ หากใกล้กับดวงอาทิตย์ ความหนาแน่นของดาวฤกษ์อยู่ที่ประมาณ 0.1 ดาวต่อลูกบาศก์พาร์เซก ดังนั้นในแกนกลางจะมีดาวหลายพันดวงต่อลูกบาศก์พาร์เซก บริเวณด้านในของนิวเคลียสจะมีความหนาแน่นมากกว่าอีก 2-3 เท่า

แม้กระทั่งการชนกันโดยตรงระหว่างดาวฤกษ์ก็สามารถเกิดขึ้นได้ในแกนกลางเป็นบางครั้ง ลองจินตนาการถึงท้องฟ้ายามค่ำคืนที่นั่นสิ! แนวคิดเรื่อง "กลางคืน" จะมีความเกี่ยวข้องกันมากเนื่องจากไม่มีความมืด - ดาวที่สว่างที่สุดจำนวนมากเกินไปจะกระจายตัวบนท้องฟ้าอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน และรูปแบบของกลุ่มดาวจะเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็วตลอดช่วงชีวิตของหนึ่ง กำเนิดชนเผ่าพื้นเมืองสมมุติ...

ในช่วงปลายทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ผ่านมา มีการค้นพบแหล่งกำเนิดวิทยุในทิศทางของใจกลางกาแลคซีที่เรียกว่าราศีธนูเอ มีเหตุผลทุกประการที่เชื่อได้ว่าตั้งอยู่ในแกนกลางของมันเอง ตำแหน่งของแหล่งกำเนิดถูกกำหนดไว้ภายในหนึ่งในสิบขององศา และ Walter Baade ก็เริ่มพยายามตรวจจับนิวเคลียสในช่วงออปติคัลไม่ประสบผลสำเร็จ ครั้งแรกด้วยกล้องชมิดต์ขนาด 48 นิ้วที่มีการเปิดรับแสงนาน ตามด้วยตัวสะท้อนแสงพาโลมาร์ขนาด 200 นิ้ว . ด้วยความสิ้นหวัง Baade แย้งว่าการดูดกลืนแสงที่ด้านหน้านิวเคลียสนั้นมีขนาด 9 หรือ 10 แมกนิจูด

ความจริงกลับกลายเป็นว่าเลวร้ายยิ่งกว่านั้นอีก: การศึกษาในภายหลังเผยให้เห็นแหล่งกำเนิดอินฟราเรดแบบจุด ณ ตำแหน่งแหล่งกำเนิดวิทยุของราศีธนู A และปรากฎว่าการดูดกลืนแสงในช่วงแสงนั้นอยู่ที่ 27 ขนาด! ควรสังเกตว่าในปัจจุบันนักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับแหล่งกำเนิดรังสีเชิงแสงที่มีขนาดประมาณ 30 ได้ เมื่อมีแหล่งข่าวขยายออกไป สถานการณ์ก็แย่ลง แต่แม้แต่แกนกลางก็ยังเป็นจุดกำเนิดที่มีความสว่าง -2 นิ้ว ฝุ่นในดาราจักรยังคงทำให้แกนกลางมองไม่เห็นในช่วงแสง

การศึกษาแกนกลางอย่างละเอียด โดยเฉพาะการติดตามการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์แต่ละดวง ดำเนินการโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด

พูดอย่างเคร่งครัด แหล่งกำเนิดวิทยุของราศีธนู A ประกอบด้วยสององค์ประกอบ - ตะวันตกและตะวันออก ทางทิศตะวันตกนั้นเป็นแก่นกลางของกาแล็กซีอย่างแน่นอน และทางทิศตะวันออกนั้นเป็นเพียงแค่เศษเล็กเศษน้อยของซูเปอร์โนวา น่าประหลาดใจที่สัญญาณของการก่อตัวดาวฤกษ์ที่กำลังดำเนินอยู่จำนวนมากถูกพบภายในรัศมี 100 ชิ้นจากใจกลางกาแลคซี แม้ว่าเราจะคิดเรื่องนี้ แต่ก็ไม่ควรทำให้เราประหลาดใจ ในกาแล็กซียังมีก๊าซอยู่เพียงพอ (ประมาณ 10% ของสสารที่สามารถตรวจพบได้โดยวิธีการสมัยใหม่)

การชนกันของเมฆก๊าซทำให้พวกมันสูญเสียโมเมนตัมเชิงมุม ส่งผลให้ก๊าซ (หรืออย่างน้อยบางส่วน) ไหลไปยังแกนกาแลคซี สิ่งเดียวกันและมีประสิทธิภาพยิ่งกว่านั้นเกิดขึ้นเมื่อก๊าซเข้าสู่กาแล็กซีจากภายนอก หากคุณดูความสมดุลของสสารก๊าซในดาราจักรปรากฎว่ามีมวลของก๊าซประมาณเท่ากับมวลดวงอาทิตย์ถูกใช้ไปทุกปีในการกำเนิดดาวฤกษ์และในเวลาเดียวกันกาแล็กซีจะ "ดูด" จากตัวกลางในอวกาศทุกปี ตามการประมาณการต่างๆ จาก 0.2 ถึง 1 มวลดวงอาทิตย์

ในระดับที่ใหญ่กว่ามาก การจัดสรรก๊าซจากต่างประเทศโดยกาแลคซีเกิดขึ้นเมื่อกาแลคซีอื่นผ่านเข้ามาและในระหว่างการกระทำของมนุษย์กินคนในกาแลคซี ซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง กล่าวโดยสรุป การมีอยู่ของก๊าซในแกนกลางที่เหมาะสมสำหรับการกำเนิดดาวฤกษ์นั้นค่อนข้างเป็นที่เข้าใจได้

เป็นที่สงสัยกันมานานแล้วว่ามีหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางแกนกลาง แต่มีเพียงในปี พ.ศ. 2546 เท่านั้นที่ได้รับหลักฐานที่น่าเชื่อถือ มีความเป็นไปได้ที่จะติดตามวงโคจรของดาวฤกษ์ความสว่างสูง 8 ดวงซึ่งอยู่ใกล้ใจกลางกาแลคซี ความเร็วการโคจรของพวกมันสูงมากจนไม่จำเป็นต้องมอบความต่อเนื่องของการศึกษาการเคลื่อนที่ของพวกมันให้กับนักดาราศาสตร์รุ่นต่อ ๆ ไป

ดาวฤกษ์ดวงหนึ่งมีคาบการโคจรเพียง 15 ปี ในปี พ.ศ. 2542 ดาวอีกดวงหนึ่งพุ่งเข้ามาด้วยความเร็ว 9,000 กม./วินาที ที่ระยะห่างเพียง 60 AU จากวัตถุใจกลางกาแล็กซี วงโคจรของดาวฤกษ์ทั้ง 8 ดวงนั้นเป็นวงรี ซึ่งพบพารามิเตอร์ของดาวเหล่านั้นแล้ว ซึ่งหมายความว่าสามารถคำนวณมวลของวัตถุที่อยู่ใจกลางได้โดยใช้กฎข้อที่สามของเคปเลอร์ มีมวลประมาณ 3 ล้านเท่าดวงอาทิตย์

วัตถุดังกล่าวไม่สามารถเป็นอย่างอื่นได้นอกจากหลุมดำ

หลุมดำที่ใจกลางดาราจักรของเราเป็นรูปแบบที่ค่อนข้างมีมวลน้อยสำหรับวัตถุดังกล่าว และเงียบมากเมื่อเทียบกับนิวเคลียสกัมมันต์ของดาราจักรบางแห่ง สสารที่ถูกดูดกลืนโดยหลุมดำ “กรีดร้องด้วยความสยดสยอง” โดยเปลี่ยนมวลของมันมากถึง 15% ให้เป็นรังสี แน่นอนว่า "เสียงกรีดร้อง" ของแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยควอนตัมของการแผ่รังสีอย่างหนักจะยิ่งรุนแรงขึ้นเมื่อมีสสารตกลงไปในหลุมดำมากขึ้น

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าในอดีต เมื่อใจกลางกาแล็กซีอายุยังน้อยมีสสารที่แพร่กระจายมากขึ้น “สัตว์ประหลาดใจกลาง” ของมันก็มีพฤติกรรมแข็งขันมากขึ้น

แต่ลองกลับไปที่ขอบกาแลคซีกัน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แนวคิดเรื่อง "พลังงานมืด" และ "สสารมืด" กลายเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางต่อสาธารณชน สสารนี้มืดไม่ใช่ในแง่ที่ว่ามันไม่ส่งรังสี แต่ในแง่ที่ว่า “เห็นได้ชัดว่าสสารนั้นมืด” มันส่งรังสีใดๆ ได้อย่างไม่จำกัด โดยไม่มีอันตรกิริยาใดๆ กับมันหรือกับสสาร ยกเว้นอันตรกิริยาเพียงอย่างเดียว นั่นคือ แรงโน้มถ่วง

มีสสารมืดในกาแล็กซีของเราหรือไม่?

ใช่แล้ว และมวลของมันก็มากกว่ามวลของสสารที่มองเห็นได้อย่างน้อยหลายเท่า มาระยะหนึ่งแล้ว นักดาราศาสตร์เริ่มสังเกตเห็นว่ามีบางสิ่งที่ไม่สอดคล้องกันเกิดขึ้นกับการหมุนของส่วนนอกของกาแลคซีกังหัน ใกล้ศูนย์กลางทุกอย่างหมุนได้ดี: ส่วนนูนของกาแล็กซีของเราหมุนเหมือนวัตถุแข็งเกร็งจนถึงระยะ 1 kpc จากศูนย์กลาง (ยกเว้นพื้นที่ด้านในสุดซึ่งอิทธิพลของ “มอนสเตอร์กลาง” นั้นแข็งแกร่ง) นั่นคือความเร็วการเคลื่อนที่ในวงโคจรของดาวฤกษ์จะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงกับระยะห่างจากศูนย์กลาง - นอกจากนี้ เส้นความเร็วในการหมุนบนกราฟจะมีการโก่งตัว และตามทฤษฎีแล้ว ควรลดลงตามกฎเคปเปิลเมื่อเข้าใกล้ขอบกาแลคซี

สิ่งนี้เป็นสิ่งที่เข้าใจได้: หากวัตถุใดวัตถุหนึ่ง เช่น ดาวฤกษ์หรือเมฆโมเลกุลไฮโดรเจน ตั้งอยู่ใกล้ขอบกาแลคซี แรงโน้มถ่วงควรกระทำต่อวัตถุนี้ในทิศทางเดียวเป็นส่วนใหญ่ - มุ่งหน้าสู่ใจกลางกาแลคซีและแรงดึงดูดจาก บริเวณรอบนอกที่ห่างไกลมากขึ้นสามารถถูกละเลยได้แล้ว

อย่างไรก็ตาม ความเป็นจริงทำให้นักดาราศาสตร์ประหลาดใจอีกครั้ง และอาจไม่ใช่เรื่องที่น่ายินดีนัก สูตรที่เข้มงวดและสวยงามสำหรับความเร็วการโคจรของวัตถุในกาแลคซี ซึ่งได้มาจากนักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ผู้น่าทึ่ง เจ. ออร์ต จู่ๆ ก็ "เดินกะโผลกกะเผลก" ที่ระยะห่างจากศูนย์กลางมาก . ปรากฎว่าบริเวณรอบนอกของกาแลคซีกังหันหลายแห่ง รวมถึงของเราด้วย หมุนด้วยความเร็วที่สูงกว่าที่สูตรออร์ตกำหนดไว้มาก เรากำลังพูดถึงแน่นอนไม่เกี่ยวกับความเร็วการหมุนของลายเกลียวแต่ เกี่ยวกับของแท้ ความเร็ววงโคจรดวงดาว เมฆก๊าซ และอื่นๆ. ไม่รวมข้อผิดพลาด: ท้ายที่สุดแล้ว การกำหนดความเร็วแนวรัศมีของส่วนใดส่วนหนึ่งหรือส่วนอื่นของกาแลคซีโดยหันไปทางเรานั้นทำได้ง่ายเหมือนกับการปอกเปลือกลูกแพร์จากการเคลื่อนที่ของดอปเปลอร์

สิ่งนี้ทำได้ยากกว่าสำหรับทางช้างเผือก แต่ก็ไม่ใช่ปัญหาเช่นกัน

คำอธิบายที่สมเหตุสมผลเพียงอย่างเดียวคือ:กาแลคซี - อย่างน้อยก็กังหัน - มีมวลมากและกว้างขวางกว่าที่เคยคิดไว้มาก . ส่วนที่สังเกตได้ของกาแลคซีเป็นเพียง "ส่วนปลายของภูเขาน้ำแข็ง" เท่านั้นขนาดที่แท้จริงของกาแลคซีนั้นใหญ่กว่าขนาดที่ปรากฏหลายเท่า , และ สสารมืดอันกว้างใหญ่ซึ่งไม่ปรากฏออกมาในทางใดทางหนึ่งยกเว้นแรงโน้มถ่วง ล้อมรอบสสารที่มองเห็นได้ เหมือนกับเนื้อลูกพลัมที่ล้อมรอบหลุม

ลักษณะทางกายภาพของสสารมืดยังไม่ชัดเจน แม้ว่าจะไม่มีการขาดแคลนสมมติฐานก็ตาม ดี,จักรวาลได้โยนปริศนาให้กับเราอีกครั้งจากบรรดาผู้ที่บังคับให้เราพิจารณาแนวคิดก่อนหน้านี้เกี่ยวกับจักรวาลอีกครั้ง - ไม่ใช่ครั้งแรก และไม่ใช่ครั้งสุดท้ายอย่างแน่นอน”("ทางช้างเผือกและสถานที่ของเราในนั้น" ).

ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ในกาแล็กซีทางช้างเผือก

© วลาดิมีร์ คาลานอฟ
"ความรู้คือพลัง"

ดวงอาทิตย์อยู่ที่ไหน?

ในช่วงทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างภาพการกระจายตัวของเมฆไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนซึ่งอยู่ในย่านกาแลคซีของดวงอาทิตย์ ปรากฎว่ามีพื้นที่อย่างน้อยสามแห่งที่สามารถระบุได้ด้วยแขนกังหันของทางช้างเผือก นักวิทยาศาสตร์เรียกหนึ่งในนั้นว่าแขนของกลุ่มดาวนายพราน-ซิกนัสที่อยู่ใกล้เราที่สุด แขนที่อยู่ไกลจากเรามากขึ้นและใกล้กับใจกลางกาแล็กซีมากขึ้นเรียกว่าแขนราศีธนู-คาริเน และอุปกรณ์ต่อพ่วงเรียกว่าแขนเซอุส

แต่พื้นที่ใกล้เคียงทางช้างเผือกที่สำรวจนั้นมีจำกัด ฝุ่นระหว่างดวงดาวดูดซับแสงของดวงดาวที่อยู่ห่างไกลและไฮโดรเจน ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าใจรูปแบบเพิ่มเติมของแขนกังหัน

ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ภายในกาแล็กซีถูกกำหนดโดยการศึกษาเซเฟอิดที่อยู่ใกล้เคียง - ดาวแปรแสงเร้าใจเนื่องจากกระบวนการทางกายภาพภายในที่เปลี่ยนความฉลาดของมัน การเปลี่ยนแปลงความสว่างจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง ยิ่งคาบเวลานาน ความส่องสว่างของเซเฟอิดก็จะยิ่งสูงขึ้น และด้วยเหตุนี้พลังงานที่ดาวฤกษ์ปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลา จากนั้นคุณสามารถกำหนดระยะห่างจากดาวฤกษ์ได้ ผู้บุกเบิกที่นี่คือฮาร์โลว์ แชปลีย์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอเมริกัน วัตถุหนึ่งที่เขาสนใจคือกระจุกดาวทรงกลมซึ่งมีความหนาแน่นมากจนแกนกลางของพวกมันรวมกันเป็นแสงที่ต่อเนื่องกัน ภูมิภาคที่ร่ำรวยที่สุดในกระจุกทรงกลมตั้งอยู่ในทิศทางของกลุ่มดาวราศีธนู พวกมันยังเป็นที่รู้จักในกาแลคซีอื่น และกระจุกดาวเหล่านี้มักกระจุกตัวอยู่ใกล้นิวเคลียสของกาแลคซี หากเราถือว่ากฎของจักรวาลเหมือนกัน เราก็สามารถสรุปได้ว่ากาแล็กซีของเราควรมีโครงสร้างในลักษณะเดียวกัน แชปลีย์พบเซเฟอิดส์ในกระจุกทรงกลมและวัดระยะห่างจากกระจุกดาวเหล่านั้น

ปรากฎว่าดวงอาทิตย์ไม่ได้ตั้งอยู่ในใจกลางของทางช้างเผือก แต่อาจกล่าวได้ว่าอยู่ชานเมืองในจังหวัดที่เป็นตัวเอกซึ่งอยู่ห่างจากใจกลาง 25,000 ปีแสง ดังนั้นเป็นครั้งที่สองหลังจากโคเปอร์นิคัสความคิดเกี่ยวกับตำแหน่งสิทธิพิเศษของเราในจักรวาลจึงถูกหักล้าง ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ในระนาบของกาแล็กซีของเรา และเคลื่อนออกจากศูนย์กลางไป 8 kpc และเคลื่อนออกจากระนาบของกาแล็กซีประมาณ 25 ชิ้น ในบริเวณกาแล็กซีที่ดวงอาทิตย์ของเราตั้งอยู่ ความหนาแน่นของดาวฤกษ์อยู่ที่ 0.12 ดาวต่อพีซี 3

เส้นทางของดวงอาทิตย์ในกาแล็กซี

ดวงดาวทุกดวงในกาแล็กซี รวมถึงดวงอาทิตย์ โคจรรอบแกนกลางของมัน เพื่อให้การปฏิวัติสมบูรณ์ ดวงอาทิตย์ต้องใช้เวลาไม่น้อยกว่า 250 ล้านปี ซึ่งถือเป็นปีกาแลคซี (ความเร็วของดวงอาทิตย์คือ 220 กม./วินาที) ได้บินไปรอบใจกลางกาแล็กซีแล้ว 25-30 รอบ ซึ่งหมายความว่าเธอมีอายุมากขนาดนั้นในกาแล็กซี่ปี

การติดตามเส้นทางของดวงอาทิตย์ผ่านนั้นยากมาก แต่กล้องโทรทรรศน์สมัยใหม่ก็สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวนี้ได้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพื่อพิจารณาว่าลักษณะที่ปรากฏของท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาวเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อดวงอาทิตย์เคลื่อนที่สัมพันธ์กับดวงดาวที่ใกล้ที่สุด จุดที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 19.5-20 กม./วินาที เรียกว่า จุดยอด (apex) และอยู่ในกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีส (Hercules) ซึ่งอยู่ติดกับกลุ่มดาวไลรา (Lyra) ซึ่งมีพิกัด α γ 18h, δ µ +30° การบินของดวงอาทิตย์ (และในเวลาเดียวกันทั้งหมด ระบบสุริยะ) เกิดขึ้นที่มุมประมาณ 25 องศากับระนาบของดาราจักร จุดบนทรงกลมท้องฟ้าที่อยู่ตรงข้ามยอดเรียกว่าแอนติเอเพ็กซ์ ณ จุดนี้ ทิศทางของความเร็วธรรมชาติของดวงดาวที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุดจะตัดกัน

ทุกๆ 33 ล้านปี ดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านเส้นศูนย์สูตรของกาแลคซี จากนั้นลอยขึ้นเหนือระนาบจนสูง 230 ปีแสง และเคลื่อนลงมายังเส้นศูนย์สูตรอีกครั้ง

ดังที่กล่าวไปแล้วว่าดวงอาทิตย์จะใช้เวลาประมาณ 250 ล้านปีในการปฏิวัติเต็มรูปแบบ แต่เราควรแยกแยะระหว่างการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์สัมพันธ์กับใจกลางกาแล็กซีกับการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างใกล้เคียง ระบบสุริยะล้อมรอบด้วยเมฆระหว่างดวงดาวในท้องถิ่น ซึ่งอบอุ่นและหนาแน่น ซึ่งก็เหมือนกับเมฆอื่นๆ ที่ประกอบด้วยก๊าซและฝุ่น นอกจากนี้มวลฝุ่นยังเป็นเพียง 1% ของมวลเมฆระหว่างดวงดาวทั้งหมด และก๊าซในนั้นประกอบด้วยไฮโดรเจน 90% และฮีเลียม 9.99% ธาตุที่หนักกว่ารวมกันได้ไม่เกิน 0.01% โดยมวล ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ภายในเมฆนี้ในพื้นที่ซึ่งบางครั้งเรียกว่า "ฟองสบู่" ในท้องถิ่น ซึ่งเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่และค่อนข้างว่างเปล่า อย่างไรก็ตาม พื้นที่ว่างมากจนยากที่จะจินตนาการ! ลองนึกภาพ: สุญญากาศในห้องปฏิบัติการสมัยใหม่ที่ดีที่สุดและ "ว่างเปล่า" ที่สุดมีความหนาแน่นมากกว่าเมฆระหว่างดวงดาวทั่วไปถึง 10,000 เท่า (มองเห็นได้ชัดเจนในภาพถ่ายที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์) ซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่า "ฟองสบู่" ในท้องถิ่นหลายพันเท่า! ความหนาแน่นของ “ฟองสบู่” นี้มีเพียง 0.001 อะตอมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร! แต่อุณหภูมิของมันช่างน่าทึ่งจริงๆ ประมาณหนึ่งล้านองศาเคลวิน! เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว เมฆระหว่างดวงดาวในท้องถิ่นที่อยู่รอบๆ “ฟองสบู่” จะอุ่นขึ้นเล็กน้อย โดยมีอุณหภูมิอยู่ที่ 7,000 องศาเคลวิน ดาวเคราะห์โลก,ระบบสุริยะ และดวงดาวทั้งหลายก็ปรากฏให้เห็นตาเปล่า อยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือก

ซึ่งเป็นดาราจักรกังหันมีคานซึ่งมีแขนสองข้างแยกจากกันโดยเริ่มจากปลายคาน สิ่งนี้ได้รับการยืนยันในปี พ.ศ. 2548 โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศไลแมนสปิตเซอร์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแถบใจกลางกาแลคซีของเรามีขนาดใหญ่กว่าที่เคยคิดไว้กาแล็กซีกังหัน

แขนกังหันในกาแลคซีดังกล่าวเริ่มต้นที่ปลายแท่ง ในขณะที่ในกาแลคซีกังหันธรรมดาจะขยายออกจากแกนกลางโดยตรง การสังเกตพบว่ากาแล็กซีกังหันประมาณสองในสามถูกกันออกไป ตามสมมติฐานที่มีอยู่ สะพานเป็นศูนย์กลางของการก่อตัวดาวฤกษ์ที่รองรับการกำเนิดของดาวฤกษ์ในใจกลางของมัน สันนิษฐานว่าผ่านการสั่นพ้องของวงโคจร ก๊าซจากแขนกังหันสามารถผ่านเข้าไปได้ กลไกนี้ทำให้เกิดการหลั่งไหลของวัสดุก่อสร้างสำหรับการกำเนิดดาวฤกษ์ดวงใหม่

ทางช้างเผือกร่วมกับกาแลคซีแอนโดรเมดา (M31) กาแลคซีสามเหลี่ยม (M33) และกาแลคซีบริวารขนาดเล็กกว่า 40 แห่งรวมตัวกันเป็นกลุ่มกาแลคซีท้องถิ่น ซึ่งในทางกลับกันก็เป็นส่วนหนึ่งของกระจุกดาวราศีกันย์ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าโครงสร้างกังหันอันงดงามของทางช้างเผือกมีแขนที่โดดเด่นเพียงสองแขนจากปลายแถบใจกลางดาวฤกษ์โดยใช้การถ่ายภาพอินฟราเรดจากกล้องโทรทรรศน์สปิตเซอร์ของ NASA ก่อนหน้านี้ เชื่อกันว่ากาแลคซีของเรามีแขนหลักสี่แขน" http://s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_พื้นหลัง.png) 0% 50% ไม่ทำซ้ำ rgb (29, 41, 29);">

เมื่อเทียบกับรัศมี ดิสก์ของ Galaxy จะหมุนเร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ความเร็วในการหมุนมันไม่เท่ากัน ระยะทางที่แตกต่างกันจากศูนย์กลาง มันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากศูนย์ที่ศูนย์กลางเป็น 200-240 กม./วินาที ที่ระยะห่าง 2,000 ปีแสง จากนั้นลดลงบ้าง แล้วเพิ่มขึ้นอีกครั้งจนเป็นค่าประมาณเท่าเดิม และยังคงเกือบคงที่ การศึกษาลักษณะเฉพาะของการหมุนของดิสก์ของกาแล็กซีทำให้สามารถประมาณมวลของมันได้ ปรากฎว่ามันมากกว่ามวลของดวงอาทิตย์ถึง 150 พันล้านเท่า อายุ กาแล็กซีทางช้างเผือกเท่ากับมีอายุ 13,200 ล้านปี เกือบเท่ากับจักรวาล ทางช้างเผือกเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มกาแลคซีท้องถิ่น

http://s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_พื้นหลัง.png) 0% 50% ไม่ทำซ้ำ rgb (29, 41, 29);"> ตำแหน่งระบบสุริยะ

ดวงอาทิตย์หมุนรอบใจกลางกาแล็กซีร่วมกับดาวฤกษ์อื่นๆ ด้วยความเร็ว 220-240 กม./วินาที ทำให้เกิดการปฏิวัติหนึ่งครั้งในเวลาประมาณ 225-250 ล้านปี (ซึ่งเป็นหนึ่งปีกาแลคซี) ดังนั้นตลอดการดำรงอยู่ของโลก โลกจึงบินรอบใจกลางกาแล็กซีไม่เกิน 30 ครั้ง ปีกาแล็กซีของกาแล็กซีคือ 50 ล้านปี ระยะเวลาการปฏิวัติของจัมเปอร์คือ 15-18 ล้านปี ในบริเวณใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ มีความเป็นไปได้ที่จะติดตามส่วนของแขนกังหันสองอันที่อยู่ห่างจากเราประมาณ 3,000 ปีแสง ตามกลุ่มดาวที่สำรวจพื้นที่เหล่านี้ พวกเขาได้รับชื่อ Sagittarius Arm และ Perseus Arm ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่เกือบตรงกลางระหว่างกิ่งก้านก้นหอยเหล่านี้ แต่ค่อนข้างใกล้กับเรา (ตามมาตรฐานกาแลคซี) ในกลุ่มดาวนายพรานมีแขนอีกอันหนึ่งที่ไม่ได้กำหนดไว้ชัดเจนมาก - แขนนายพรานซึ่งถือเป็นสาขาหนึ่งของหนึ่งในแขนกังหันหลักของกาแล็กซีความเร็วของการหมุนรอบดวงอาทิตย์รอบใจกลางดาราจักรเกือบจะสอดคล้องกับความเร็วของคลื่นบดอัดที่ก่อตัวเป็นแขนกังหัน สถานการณ์นี้ไม่ปกติสำหรับกาแล็กซีโดยรวม แขนกังหันหมุนด้วยค่าคงที่ ความเร็วเชิงมุม เช่นเดียวกับซี่ล้อ และการเคลื่อนตัวของดวงดาวเกิดขึ้นในรูปแบบที่แตกต่างกัน ดังนั้นประชากรดาวฤกษ์เกือบทั้งหมดในดิสก์จึงตกอยู่ภายในแขนกังหันหรือหลุดออกจากแขนเหล่านั้น สถานที่เดียวที่ความเร็วของดวงดาวและแขนกังหันตรงกันคือสิ่งที่เรียกว่าวงกลมโคโรเทชัน และดวงอาทิตย์ก็อยู่บนนั้น สำหรับโลก สถานการณ์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากกระบวนการที่รุนแรงเกิดขึ้นในแขนกังหัน ก่อให้เกิดรังสีอันทรงพลังซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด และไม่มีบรรยากาศใดสามารถปกป้องมันได้ แต่โลกของเราอยู่ในสถานที่ที่ค่อนข้างสงบในกาแล็กซี และไม่ได้รับผลกระทบจากหายนะของจักรวาลมาเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี (หรือหลายพันล้านปี) บางทีนี่อาจเป็นสาเหตุที่ทำให้ชีวิตสามารถเกิดและรักษาไว้บนโลกได้ ซึ่งมีอายุประมาณนั้น 4.6 พันล้านปีแผนภาพแสดงตำแหน่งของโลกในจักรวาลในชุดแผนที่ 8 แผนที่ที่แสดงจากซ้ายไปขวา โดยเริ่มจากโลกเคลื่อนเข้ามาระบบสุริยะ, ไปจนถึงระบบดาวข้างเคียง ไปจนถึงทางช้างเผือก ไปจนถึงกลุ่มกาแลคซีในท้องถิ่น ไปจนถึง

กระจุกดาวราศีกันย์ในท้องถิ่น

บนกระจุกดาราจักรท้องถิ่นของเรา และสิ้นสุดในจักรวาลที่สังเกตได้

ระบบสุริยะ: 0.001 ปีแสง

เพื่อนบ้านในอวกาศระหว่างดวงดาว

ทางช้างเผือก: 100,000 ปีแสง

กลุ่มกาแลกติกท้องถิ่น เหนือกระจุกกาแลคซี

จักรวาลที่สังเกตได้

ในศตวรรษที่ 17 หลังจากการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ นักวิทยาศาสตร์ได้ตระหนักเป็นครั้งแรกว่าดาวฤกษ์ในอวกาศมีจำนวนเท่าใด ในปี ค.ศ. 1755 นักปรัชญาและนักธรรมชาติวิทยาชาวเยอรมัน อิมมานูเอล คานท์ เสนอว่าดวงดาวก่อตัวเป็นกลุ่มในจักรวาล เช่นเดียวกับที่ดาวเคราะห์ก่อตัวระบบสุริยะ เขาเรียกกลุ่มเหล่านี้ว่า "หมู่เกาะดวงดาว" ตามคำบอกเล่าของคานท์ หนึ่งในเกาะจำนวนนับไม่ถ้วนเหล่านี้คือทางช้างเผือก ซึ่งเป็นกระจุกดาวขนาดใหญ่ที่มองเห็นได้บนท้องฟ้าเป็นแถบหมอกบางๆ ในภาษากรีกโบราณ คำว่า galaktikos หมายถึง "น้ำนม" "ทางช้างเผือก" ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมทางช้างเผือกและระบบดาวที่คล้ายกันจึงถูกเรียกว่ากาแลคซี

ข้อสันนิษฐานของคานท์ได้รับการยืนยันด้วยวิธีนับดาว ซึ่งใช้ครั้งแรกเมื่อปลายศตวรรษที่ 18 วิลเลียม เฮอร์เชล นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ สาระสำคัญของวิธีนี้คือการเปรียบเทียบจำนวนดาวฤกษ์ที่ตกลงไปในบริเวณเดียวกันที่ระยะห่างต่างกันจากระนาบของทางช้างเผือก การคำนวณดังกล่าวดำเนินการซ้ำแล้วซ้ำอีกและนำไปสู่ผลลัพธ์หลักดังต่อไปนี้ ประการแรก จำนวนดาวจะลดลงอย่างรวดเร็วตามระยะห่างจากทางช้างเผือก ประการที่สอง จำนวนดาวทั้งหมดทางใต้ของระนาบทางช้างเผือกมากกว่าจำนวนดาวทางเหนือเล็กน้อย ดังนั้นจึงเป็นที่ยอมรับว่าขนาดของระบบดาวฤกษ์ของเราในทิศทางของทางช้างเผือกนั้นเกินขนาดในทิศทางตั้งฉากอย่างมีนัยสำคัญและดวงอาทิตย์ตั้งอยู่เหนือระนาบสมมาตรของระบบนี้เล็กน้อย

ขนาดและโครงสร้างของกาแล็กซีของเรา

จากผลการคำนวณของเขา เฮอร์เชลพยายามกำหนดขนาดของกาแล็กซี เขาสรุปว่าเรา. ระบบดาวมีขนาดที่จำกัดและก่อตัวเป็นดิสก์หนา: ในระนาบของทางช้างเผือกจะขยายออกไปเป็นระยะทางไม่เกิน 850 หน่วยและในทิศทางตั้งฉาก - ถึง 200 หน่วยหากเราใช้ระยะทางถึงซิเรียสเป็นหนึ่งเดียว ในระดับระยะทางสมัยใหม่จะสอดคล้องกับ 7300x1700 ปีแสง

โดยทั่วไปการประมาณการนี้สะท้อนโครงสร้างของทางช้างเผือกได้อย่างถูกต้อง แม้ว่าจะมีความคลุมเครืออย่างมากก็ตาม ความจริงก็คือนอกเหนือจากดาวฤกษ์แล้ว จานกาแล็กซียังรวมถึงเมฆก๊าซและฝุ่นจำนวนมากที่ทำให้แสงของดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลอ่อนลง

ขนาดที่แท้จริงของกาแล็กซีถูกสร้างขึ้นในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น

ปรากฎว่ามันเป็นรูปแบบที่ราบเรียบกว่าที่คิดไว้มาก เส้นผ่านศูนย์กลางของดิสก์กาแลคซีเกิน 100,000 ปีแสง และความหนาประมาณ 1,000 ปีแสง

ในลักษณะที่ปรากฏ กาแล็กซีมีลักษณะคล้ายเม็ดถั่วเลนทิลซึ่งมีความหนาอยู่ตรงกลาง

เนื่องจากความจริงที่ว่าระบบสุริยะตั้งอยู่ในระนาบของกาแล็กซีซึ่งเต็มไปด้วยสสารดูดซับ รายละเอียดมากมายของโครงสร้างของทางช้างเผือกจึงถูกซ่อนไว้จากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ทางโลก อย่างไรก็ตาม สามารถศึกษาพวกมันได้โดยใช้ตัวอย่างของกาแลคซีอื่นที่คล้ายกับของเรา ดังนั้นในยุค 40 ศตวรรษนี้ จากการสังเกตกาแลคซี M 31 หรือที่รู้จักกันดีในชื่อเนบิวลาแอนโดรเมดา นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน Walter Baade (ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเขาทำงานในสหรัฐอเมริกา) สังเกตเห็นว่าดิสก์รูปเลนส์แบนของกาแลคซีขนาดใหญ่นี้ถูกแช่อยู่ในทรงกลมที่หายากมากขึ้น เมฆดาว - รัศมี เมื่อรู้ว่าเนบิวลาแอนโดรเมดานั้นคล้ายกับกาแล็กซีของเรามาก Baade แนะนำว่าทางช้างเผือกก็มีโครงสร้างคล้ายกันเช่นกัน ดาวฤกษ์ในดิสก์กาแลคซีเรียกว่าประชากรประเภท 1 และดาวฤกษ์ในรัศมี (หรือองค์ประกอบทรงกลม) เรียกว่าประชากรประเภท II

ตามที่การวิจัยสมัยใหม่แสดงให้เห็น ประชากรดาวฤกษ์ทั้งสองประเภทแตกต่างกันไม่เพียงแต่ในตำแหน่งเชิงพื้นที่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงธรรมชาติของการเคลื่อนที่และองค์ประกอบทางเคมีด้วย คุณลักษณะเหล่านี้สัมพันธ์กับต้นกำเนิดที่แตกต่างกันของดิสก์และส่วนประกอบทรงกลมเป็นหลัก

รัศมี

ขอบเขตของกาแล็กซีของเราถูกกำหนดโดยขนาดของรัศมี รัศมีของรัศมีนั้นใหญ่กว่าขนาดของดิสก์อย่างมากและจากข้อมูลบางส่วนถึงหลายแสนปีแสง ศูนย์กลางความสมมาตรของรัศมีทางช้างเผือกเกิดขึ้นพร้อมกับศูนย์กลางของดิสก์กาแลคซีฮาโลประกอบด้วยดาวฤกษ์มวลน้อยที่เก่าแก่มาก สลัวๆ

พวกมันเกิดขึ้นทีละดวงและอยู่ในกระจุกทรงกลมที่สามารถบรรจุดาวได้มากกว่าหนึ่งล้านดวง อายุของประชากรในองค์ประกอบทรงกลมของกาแล็กซีเกิน 10 พันล้านปี โดยปกติแล้วจะถือเป็นอายุของกาแล็กซีนั่นเอง

ดาวฤกษ์และกระจุกดาวรัศมีเคลื่อนที่รอบใจกลางกาแล็กซีในวงโคจรที่ยาวมาก เนื่องจากความจริงที่ว่าดาวฤกษ์แต่ละดวงหมุนรอบตัวเองแทบจะสุ่มเสี่ยง (เช่น ความเร็ว ดาวเพื่อนบ้านอาจมีทิศทางที่แตกต่างกันมาก) โดยทั่วไปแล้วรัศมีจะหมุนช้ามาก

ดิสก์

เมื่อเปรียบเทียบกับรัศมี ดิสก์จะหมุนเร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ความเร็วในการหมุนไม่เท่ากันที่ระยะห่างจากศูนย์กลางต่างกัน มันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากศูนย์ที่ศูนย์กลางเป็น 200-240 กม./วินาที ที่ระยะห่าง 2,000 ปีแสง จากนั้นลดลงบ้าง แล้วเพิ่มขึ้นอีกครั้งจนเป็นค่าประมาณเท่าเดิม จากนั้นยังคงเกือบคงที่ การศึกษาลักษณะการหมุนของจานทำให้สามารถประมาณมวลได้ ปรากฎว่ามีมวลประมาณ 150 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์

ประชากรของดิสก์แตกต่างจากประชากรรัศมีมาก ดาวฤกษ์อายุน้อยและกระจุกดาวซึ่งมีอายุไม่เกินหลายพันล้านปีนั้นกระจุกตัวอยู่ใกล้ระนาบของจาน พวกมันก่อตัวเป็นส่วนประกอบที่เรียกว่าแบน มีดวงดาวที่สว่างและร้อนแรงมากมายในหมู่พวกเขา

ก๊าซในจานดาราจักรก็กระจุกตัวอยู่ใกล้กับระนาบของมันเป็นหลัก มีการกระจายไม่สม่ำเสมอ ก่อตัวเป็นเมฆก๊าซจำนวนมาก ตั้งแต่ "ซุปเปอร์คลาวด์" ขนาดยักษ์ที่มีโครงสร้างต่างกันหลายพันปีแสง ไปจนถึงเมฆขนาดเล็กที่มีขนาดไม่เกินพาร์เซก

องค์ประกอบทางเคมีหลักในกาแล็กซีของเราคือไฮโดรเจน

ประมาณ 1/4 ของประกอบด้วยฮีเลียม เมื่อเปรียบเทียบกับองค์ประกอบทั้งสองนี้ องค์ประกอบอื่นๆ มีอยู่ในปริมาณที่น้อยมากเท่านั้น โดยเฉลี่ยแล้วองค์ประกอบทางเคมีของดวงดาวและก๊าซในจานดิสก์เกือบจะเหมือนกับของดวงอาทิตย์

แกนกลาง

พื้นที่ที่น่าสนใจที่สุดแห่งหนึ่งของกาแล็กซีถือเป็นจุดศูนย์กลางหรือแกนกลางของมัน ซึ่งตั้งอยู่ในทิศทางของกลุ่มดาวราศีธนู

นอกจากดาวฤกษ์จำนวนมากแล้ว ยังมีการสังเกตการณ์จานก๊าซเซอร์คิวนิวเคลียร์ที่ประกอบด้วยโมเลกุลไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ในบริเวณตอนกลางของดาราจักร รัศมีของมันเกินกว่า 1,000 ปีแสง เมื่อเข้าใกล้ใจกลางมากขึ้น จะพบพื้นที่ของไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนและแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดจำนวนมาก ซึ่งบ่งชี้ถึงการก่อตัวดาวฤกษ์ ในใจกลางกาแล็กซี สันนิษฐานว่ามีวัตถุขนาดกะทัดรัดขนาดใหญ่ซึ่งเป็นหลุมดำที่มีมวลประมาณหนึ่งล้านมวลดวงอาทิตย์ ที่ใจกลางกาแล็กซียังมีแหล่งกำเนิดวิทยุสว่างคือราศีธนู A ซึ่งมีต้นกำเนิดที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของนิวเคลียส

กิ่งก้านเกลียว

การก่อตัวที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดอย่างหนึ่งในดิสก์ของกาแลคซีเช่นเราคือแขนกังหัน พวกเขาตั้งชื่อให้กับวัตถุประเภทนี้ - กาแลคซีกังหัน โครงสร้างกังหันในกาแล็กซีของเราได้รับการพัฒนาอย่างดี ตามแขนส่วนใหญ่กระจุกดาวอายุน้อยที่สุด กระจุกดาวเปิดและกลุ่มดาวฤกษ์หลายแห่ง รวมไปถึงกลุ่มเมฆหนาทึบของก๊าซระหว่างดวงดาวซึ่งดาวฤกษ์ยังคงก่อตัวต่อไป แขนกังหันประกอบด้วยดาวแปรผันและดาวแฟลร์จำนวนมาก และมักพบการระเบิดของซูเปอร์โนวาบางประเภทในดาวเหล่านั้น ต่างจากรัศมีซึ่งการปรากฏของกิจกรรมของดวงดาวเกิดขึ้นได้ยากมาก ชีวิตที่มีพลังยังคงดำเนินต่อไปในกิ่งก้าน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนผ่านของสสารอย่างต่อเนื่องจากอวกาศระหว่างดาวไปยังดาวฤกษ์และด้านหลัง สนามแม่เหล็กดาราจักรซึ่งแทรกซึมอยู่ในจานก๊าซทั้งหมดนั้นก็กระจุกตัวอยู่ในรูปแบบกังหันเป็นหลัก

แขนกังหันของทางช้างเผือกส่วนใหญ่ถูกซ่อนไว้จากเราโดยการดูดซับสสาร การศึกษาโดยละเอียดของพวกเขาเริ่มต้นหลังจากการถือกำเนิดของกล้องโทรทรรศน์วิทยุ พวกเขาทำให้สามารถศึกษาโครงสร้างของกาแลคซีได้โดยการสังเกตการแผ่รังสีวิทยุของอะตอมไฮโดรเจนในดวงดาวที่รวมตัวกันตามแขนกังหันยาว ตามแนวคิดสมัยใหม่ แขนกังหันมีความเกี่ยวข้องกับคลื่นอัดที่แพร่กระจายผ่านดิสก์กาแลคซี เมื่อผ่านบริเวณที่มีการบีบอัด สสารของจานจะมีความหนาแน่นมากขึ้น และการก่อตัวของดาวฤกษ์จากก๊าซจะมีความเข้มข้นมากขึ้น

สาเหตุของการปรากฏโครงสร้างคลื่นที่มีเอกลักษณ์เฉพาะดังกล่าวในดิสก์ของกาแลคซีกังหันกำลังได้รับการชี้แจง

ในบริเวณใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ มีความเป็นไปได้ที่จะติดตามส่วนของกิ่งก้านกังหันสองกิ่งที่อยู่ห่างจากเราประมาณ 3,000 ปีแสง ตามกลุ่มดาวที่พบพื้นที่เหล่านี้ เรียกว่าแขนราศีธนูและแขนเซอุส ดวงอาทิตย์อยู่เกือบครึ่งทางระหว่างแขนกังหันเหล่านี้ จริงอยู่ ค่อนข้างใกล้กับเรา (ตามมาตรฐานกาแลกติก) ในกลุ่มดาวนายพรานผ่านไป อีกหนึ่งซึ่งเป็นแขนงที่เด่นชัดน้อยกว่า ซึ่งถือเป็นแขนงหนึ่งของแขนกังหันหลักแขนหนึ่งของกาแล็กซี

ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ถึงใจกลางกาแล็กซีคือ 23-28,000 ปีแสง หรือ 7-9,000 พาร์เซก

นี่แสดงให้เห็นว่าดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ใกล้กับขอบดิสก์มากกว่าศูนย์กลาง

เมื่อรวมกับดาวฤกษ์ใกล้เคียงทั้งหมด ดวงอาทิตย์โคจรรอบใจกลางกาแล็กซีด้วยความเร็ว 220-240 กม./วินาที ทำให้เกิดการปฏิวัติหนึ่งครั้งในเวลาประมาณ 200 ล้านปี ซึ่งหมายความว่าตลอดการดำรงอยู่ของโลกได้บินไปรอบใจกลางกาแล็กซีไม่เกิน 30 ครั้ง

ความเร็วของการหมุนรอบดวงอาทิตย์รอบใจกลางกาแล็กซีนั้นเกือบจะสอดคล้องกับความเร็วที่คลื่นบดอัดซึ่งก่อตัวเป็นแขนกังหันเคลื่อนที่ในบริเวณนี้ สถานการณ์นี้โดยทั่วไปไม่ปกติสำหรับดาราจักร กิ่งก้านของกังหันหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่เหมือนกับซี่ล้อ และดังที่เราได้เห็นแล้วว่าการเคลื่อนที่ของดวงดาวเป็นไปตามรูปแบบที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ดังนั้นประชากรดาวฤกษ์เกือบทั้งหมดในดิสก์จึงตกอยู่ภายในกิ่งเกลียวหรือปล่อยทิ้งไว้ สถานที่แห่งเดียวที่ความเร็วของดวงดาวและแขนกังหันตรงกันคือสิ่งที่เรียกว่าวงกลมโคโรเทชัน และดวงอาทิตย์ก็อยู่บนนั้น!

สถานการณ์นี้เป็นผลดีต่อโลกอย่างมาก อันที่จริง กระบวนการที่รุนแรงเกิดขึ้นในกิ่งก้านก้นหอย ก่อให้เกิดรังสีอันทรงพลังซึ่งทำลายล้างสิ่งมีชีวิตทุกชนิด และไม่มีบรรยากาศใดสามารถปกป้องมันได้ แต่โลกของเราอยู่ในสถานที่ที่ค่อนข้างสงบในกาแล็กซี และเป็นเวลาหลายร้อยล้านพันล้านปีที่ยังไม่เคยประสบกับอิทธิพลของความหายนะของจักรวาลเหล่านี้ บางทีนี่อาจเป็นเหตุผลว่าทำไมชีวิตถึงกำเนิดและดำรงอยู่บนโลกได้