Андрієвський С.М. Климишин І.А. Курс загальної астрономії. Навчальний посібник

Подождите немного. Документ загружается.

371

îð³ºíòîâàíèì åëåêòðè÷íèì âåêòîðîì. Çðîáëåíî âèñíîâîê, ùî öå ÿâèùå çó-

ìîâëåíå ðîçñ³þâàííÿì ñâ³òëà ç³ð íà ïèëèíêàõ, ÿê³ ìàþòü âèòÿãíóòó ôîðìó

é îð³ºíòîâàí³ ó ïðîñòîð³ îäíàêîâî. Áóêâàëüíî ÷åðåç ð³ê àñòðîíîìè ä³éøëè

âèñíîâêó, ùî ó ì³æçîðÿíîìó ïðîñòîð³ º ìàãí³òí³ ïîëÿ íàïðóæåí³ñòþ áëè-

çüêî 10

–6

–10

–5

Å, ÿê³ â³ä³ãðàþòü ïåðåâàæíó ðîëü ó îð³ºíòàö³¿ ïèëèíîê. Ç òå-

îð³¿ âèïëèâàº, ùî êîæíà ïèëèíêà øâèäêî îáåðòàºòüñÿ íàâêîëî ñâîº¿ ìàëî¿

îñ³, çàëèøàþ÷èñü íà÷å íàíèçàíîþ íà ìàãí³òíó ñèëîâó ë³í³þ. Âèâ÷åííÿ ïî-

ëÿðèçàö³¿ ñâ³òëà ç³ð ñòàëî âàæëèâèì äæåðåëîì ³íôîðìàö³¿ ïðî ãåîìåòð³þ

ì³æçîðÿíèõ ìàãí³òíèõ ïîë³â. Òàê âèçíà÷èëè, ùî öå ìàãí³òíå ïîëå ïàðàëåëü-

íå ïëîùèí³ Ìîëî÷íîãî Øëÿõó.

Íà ³ñíóâàííÿ âåëèêîìàñøòàáíîãî óïîðÿäêîâàíîãî ìàãí³òíîãî ïîëÿ â

Ãàëàêòèö³ âêàçóº âèòÿãíóòà ôîðìà ñâ³òëèõ òóìàííîñòåé. ßê äîâ³â Ã. À. Øàéí

(1892–1956), ìàãí³òíå ïîëå Ãàëàêòèêè ïåðåøêîäæàº ðîçøèðåííþ ïëàçìè

ñâ³òëèõ òóìàííîñòåé ïîïåðåê ïîëÿ, íå çàâàæàþ÷è âîäíî÷àñ ¿é ðîçøèðþâà-

òèñÿ óçäîâæ íüîãî ³ íàáóâàòè âèòÿãíóòó â íàïðÿì³ ìàãí³òíîãî ïîëÿ ôîðìó.

Íàïðóæåí³ñòü ìàãí³òíîãî ïîëÿ ó ù³ëüíèõ ãàçîâèõ õìàðàõ ìîæå íà ïîðÿäîê

ïåðåâèùóâàòè ñåðåäíº ãàëàêòè÷íå çíà÷åííÿ.

Ïîáëèçó Çåìë³ ñïîñòåð³ãàþòüñÿ çàðÿäæåí³ ÷àñòèíêè äóæå âèñîêèõ åíåð-

ã³é, ÿê³ äîõîäÿòü äî Çåìë³ ç êîñì³÷íîãî ïðîñòîðó, — êîñì³÷í³ ïðîìåí³ (ÿê

ñêëàäîâà, ñþäè âõîäÿòü ³ ñîíÿ÷í³ êîñì³÷í³ ïðîìåí³, ùî ãåíåðóþòüñÿ ï³ä ÷àñ

ñïàëàõ³â íà Ñîíö³). Êîñì³÷í³ ïðîìåí³ ãàëàêòè÷íîãî ïîõîäæåííÿ äîõîäÿòü

äî Çåìë³ ïðèáëèçíî â îäíàêîâ³é ê³ëüêîñò³ ç óñ³õ íàïðÿì³â, ùî ñâ³ä÷èòü ïðî

¿õí³é ³çîòðîïíèé ðîçïîä³ë ó ïðîñòîð³. ²ñíóâàííÿ êîñì³÷íèõ ïðîìåí³â áóëî

âñòàíîâëåíî íà ïî÷àòêó ÕÕ ñòîë³òòÿ.

Ó 1948 ð. âèçíà÷èëè ñêëàä êîñì³÷íèõ ïðîìåí³â çà ìåæàìè çåìíî¿ àòìîñ-

ôåðè. Îñíîâíó ÷àñòèíó ¿õ åíåðã³¿ íåñóòü ïðîòîíè — ¿õ çà ÷èñëîì á³ëüøå 90%.

Ùå 7% — öå α-÷àñòèíêè. Íà åëåêòðîííó ñêëàäîâó ïðèïàäàº ëèøå 1% â³ä

÷èñëà óñ³õ ÷àñòèíîê, à íà ÿäðà âàæ÷èõ õ³ì³÷íèõ åëåìåíò³â — ùå ìåíøå. Åíåð-

ã³ÿ ÷àñòèíîê ãàëàêòè÷íèõ êîñì³÷íèõ ïðîìåí³â ìîæå äîñÿãàòè 10

åÂ, ùî

³ñòîòíî ïåðåâèùóº ìîæëèâîñò³ ñó÷àñíèõ ëàáîðàòîðíèõ ïðèñêîðþâà÷³â. Âè-

ñîêà ³çîòðîï³ÿ ïðîñòîðîâîãî ðîçïîä³ëó ãàëàêòè÷íèõ êîñì³÷íèõ ïðîìåí³â íå

äîçâîëÿº áåçïîñåðåäíüî âñòàíîâèòè, äå ñàìå â Ãàëàêòèö³ âîíè âèíèêàþòü.

Àëå äåÿê³ âàæëèâ³ âèñíîâêè ñòîñîâíî ³ìîâ³ðíèõ äæåðåë ìîæíà çðîáèòè ç³

ñïîñòåðåæåíü êîñì³÷íîãî γ-âèïðîì³íþâàííÿ. Öÿ ìîæëèâ³ñòü çàñíîâàíà íà

òîìó, ùî ïðè ç³òêíåíí³ ðåëÿòèâ³ñòñüêèõ ÷àñòèíîê êîñì³÷íèõ ïðîìåí³â ç ÿä-

ðàìè àòîì³â ì³æçîðÿíîãî ñåðåäîâèùà (â îñíîâíîìó ç ÿäðàìè àòîì³â âîäíþ)

óòâîðþþòüñÿ íåñòàá³ëüí³ π

-ìåçîíè, ÿê³ çãîäîì ðîçïàäàþòüñÿ íà äâà γ-êâàí-

òè. ¯õíÿ åíåðã³ÿ ïåðåáóâàº â ä³àïàçîí³ 68 ÌåÂ ³ âèùå. Îñê³ëüêè æ γ-âèïðî-

ì³íþâàííÿ íå âçàºìîä³º ç ãàëàêòè÷íèì ìàãí³òíèì ïîëåì, òî òðàºêòîð³ÿ íà-

ðîäæåíèõ ó òàêîìó ïðîöåñ³ γ-êâàíò³â çàëèøàºòüñÿ ìàéæå íåçáóðåíîþ. Òîìó

¿õ ñïîñòåðåæóâàíèé ïðîñòîðîâèé ðîçïîä³ë ìîæå áàãàòî ÷îãî ñêàçàòè ïðî

ì³ñöÿ ¿õ âèíèêíåííÿ, à îòæå ïîñåðåäíüî âêàçàòè ³ íà ì³ñöÿ ôîðìóâàííÿ

ñàìèõ êîñì³÷íèõ ïðîìåí³â. Ñïîñòåðåæåííÿ ãàëàêòè÷íîãî γ-âèïðîì³íþâàí-

Розділ18.Фізиатманностей

372

íÿ ç³ øòó÷íèõ ñóïóòíèê³â ïîêàçàëî, ùî âîíî, íà â³äì³íó â³ä êîñì³÷íèõ ïðî-

ìåí³â ìàº äîñèòü íåîäíîð³äíèé ðîçïîä³ë, ÿêèé íàãàäóº ïðîñòîðîâèé ðîç-

ïîä³ë Íàäíîâèõ ç³ð. Òîìó ñüîãîäí³ º çàãàëüíîïðèéíÿòèì ïîâ’ÿçóâàòè ïîõî-

äæåííÿ ãàëàêòè÷íèõ êîñì³÷íèõ ïðîìåí³â ç³ ñïàëàõàìè Íàäíîâèõ ç³ð, ÿê³

ãåíåðóþòü ÷àñòèíêè âèñîêèõ åíåðã³é. Ïîäàëüøå ïðèñêîðåííÿ òàêèõ ÷àñòè-

íîê â³äáóâàºòüñÿ ó ì³æçîðÿíîìó ñåðåäîâèù³ çà ðàõóíîê ãàëàêòè÷íîãî ìàã-

í³òíîãî ïîëÿ ³ óäàðíèõ õâèëü. Òóò âîíè íàáóâàþòü íàäâèñîêèõ åíåðã³é.

Ùå îäíèì äîêàçîì ³ñíóâàííÿ ìàãí³òíîãî ïîëÿ ³ îäíî÷àñíî êîñì³÷íèõ

ïðîìåí³â ó ì³æçîðÿíîìó ñåðåäîâèù³ º çàãàëüíå ðàä³îâèïðîì³íþâàííÿ Ãàëà-

êòèêè. Ó 1952 ð. É. Ñ. Øêëîâñüêèé äîâ³â, ùî âîíî ä³ëèòüñÿ íà äâ³ ñêëàäî-

â³, ÿê³ ³ñòîòíî â³äð³çíÿþòüñÿ çà ðîçïîä³ëîì åíåðã³¿ â ñïåêòð³. Ó ïåðøî¿ ç íèõ,

ïëîñêî¿ ñêëàäîâî¿, ³íòåíñèâí³ñòü âèïðîì³íþâàííÿ íàéá³ëüøà ó ïëîùèí³

Ìîëî÷íîãî Øëÿõó. Ó äðóãî¿, ñôåðè÷íî¿ ñêëàäîâî¿, ð³âíîì³ðíî ðîçïîä³ëåíî¿

ïî íåáó, ³íòåíñèâí³ñòü ðàä³îâèïðîì³íþâàííÿ çðîñòàº ç äîâæèíîþ õâèë³, ùî

âêàçóº íà ¿¿ íåòåïëîâó ïðèðîäó. Êîíêðåòíî ðàä³îâèïðîì³íþâàííÿ ñôåðè÷-

íî¿ ñêëàäîâî¿ äîáðå ïîÿñíþºòüñÿ ñèíõðîòðîííèì âèïðîì³íþâàííÿì ðåëÿ-

òèâ³ñòñüêèõ åëåêòðîí³â ç åíåðã³ÿìè ïîíàä 10

åÂ ó ìàãí³òíîìó ïîë³ ç íàïðó-

æåí³ñòþ áëèçüêî 10

–5

Å.

ЧастинаVI.Фізиазірітманностей

×àñòèíà VII

ÎÑÍÎÂÈ ÃÀËÀÊÒÈ×ÍÎ¯

² ÏÎÇÀÃÀËÀÊÒÈ×ÍÎ¯

ÀÑÒÐÎÍÎÌ²¯

374

Êîíêðåòí³ óÿâëåííÿ ïðî ñòðóêòóðó íàøî¿ Ãàëàêòèêè

ñôîðìóâàëèñÿ çà îñòàíí³ 300 ðîê³â, ãîëîâíèì ÷èíîì çâè-

÷àéíî ó ÕÕ ñò. Òèì á³ëüøå öå ñòîñóºòüñÿ ñâ³òó ³íøèõ ãà-

ëàêòèê. Õî÷à ïðàâèëüí³ çäîãàäè ùîäî áóäîâè Âñåñâ³òó

âèíèêëè ùå çàäîâãî äî íàøî¿ åðè.

Çîêðåìà, äàâíüîãðåöüêèé ô³ëîñîô Äåìîêðèò (áë. 460–

370 ðð. äî í. å.) òâåðäèâ, ùî Âñåñâ³ò º áåçêîíå÷íèì ³ ùî â

öüîìó áåçêîíå÷íîìó ñâ³ò³ «âíàñë³äîê ç³òêíåíü àòîì³â

óòâîðþºòüñÿ íåñê³í÷åííî âåëèêà ê³ëüê³ñòü ñâ³ò³â, ð³çíî-

ìàí³òíèõ çà ñâî¿ìè ðîçì³ðàìè». Íåâäîâç³, îäíàê, Ïëàòîí

òà Àð³ñòîòåëü, çëÿêàâøèñü áåçêîíå÷íîñò³, ñêëàëè óÿâ-

ëåííÿ ïðî êðèøòàëåâó, îáìåæåíó çà ðîçì³ðàìè ñôåðó, ÿêà

îòî÷óº Çåìëþ ³ äî ÿêî¿ ï³äâ³øåí³ çîð³.

Çà Äåìîêðèòîì Ìîëî÷íèé Øëÿõ — öå ñêóï÷åííÿ âå-

ëèêî¿ ê³ëüêîñò³ ç³ð. Äëÿ Àð³ñòîòåëÿ — öå ëèøå ÿê³ñü âè-

ïàðîâóâàííÿ, ùî ï³äí³ìàþòüñÿ äîãîðè ³ òàì ñàìîçàéìà-

þòüñÿ. Âåëèêó ðîëü ó âèçíà÷åíí³ ïðàâèëüíîãî ïîãëÿäó íà

ïðèðîäó Ìîëî÷íîãî Øëÿõó ç³ãðàëè òåëåñêîï³÷í³ ñïîñòå-

ðåæåííÿ Ãàë³ëåÿ òà éîãî äóìêè, çà ÿêèìè, ç îãëÿäó íà

ð³çí³ ÿñêðàâîñò³ (à îòæå, ÿê â³í óÿâëÿâ, ð³çí³ êóòîâ³ ä³-

àìåòðè) «íàâ³òü ç ÷îòèðüîõ ç³ð... íå çíàéäåòüñÿ ³ äâîõ

îäíàêîâî â³ääàëåíèõ».

²ñòîòíèì êðîêîì óïåðåä ó âèâ÷åíí³ áóäîâè Ãàëàêòè-

êè áóëè ïðàö³ àíãë³éñüêîãî àñòðîíîìà Â. Ãåðøåëÿ (1738–

1822), ÿêèé, îá÷èñëþþ÷è ê³ëüê³ñòü ç³ð äî ïåâíî¿ çîðÿíî¿

âåëè÷èíè íà 1083 îêðåìèõ ä³ëÿíêàõ íåáà, çðîáèâ âèñíîâîê,

ùî Ãàëàêòèêà ìàº âèãëÿä äèñêà (éîãî ðîçì³ðè Ãåðøåëü

ïðèìåíøèâ ó 19 ðàç³â). Ó 1718 ð. ñïîäâèæíèê Íüþòîíà

Ãàëëåé, ïîð³âíþþ÷è êàòàëîãè ç³ð, ñêëàäåí³ Ã³ïïàðõîì,

Áðàãå ³ Ôëåìñò³äîì, âèÿâèâ, ùî çîð³ Ñ³ð³óñ, Àðêòóð ³ Àëü-

äåáàðàí çì³ñòèëèñÿ íà çàãàëüíîìó ôîí³ ñëàáê³øèõ ç³ð. Ç³-

ñòàâèâøè âëàñí³ ðóõè 13 ç³ð, Ãåðøåëü ó 1783 ð. äîâ³â, ùî

Ñîíöå ðóõàºòüñÿ ó ïðîñòîð³ â íàïðÿì³ íà ñóç³ð’ÿ Ãåðêóëå-

ñà. Çàãàëüíå îáåðòàííÿ Ãàëàêòèêè áóëî îáãðóíòîâàíå

ìàòåìàòè÷íî ó X²X ñò.

375

Îäíàê çà óÿâëåííÿìè Ãåðøåëÿ Ñîíöå ìàëî á ïåðåáóâà-

òè ïîáëèçó öåíòðà Ãàëàêòèêè. ² ëèøå ó 1918 ð. Õåðëîó

Øåïë³ (1885–1972, ÑØÀ), äîñë³äèâøè ðîçïîä³ë êóëÿñ-

òèõ ñêóï÷åíü ó ïðîñòîð³ (òðåòèíà ¿õ ñêîíöåíòðîâàíà ó

ñóç³ð’¿ Ñòð³ëüöÿ íà ïëîù³, ùî ñòàíîâèòü 2% ïëîù³ íå-

áåñíî¿ ñôåðè), âèÿâèâ, ùî íàñïðàâä³ Ñîíöå ïåðåáóâàº äà-

ëåêî â³ä çãàäàíîãî öåíòðà; çà éîãî îö³íêàìè — íà â³ä-

ñòàí³ 50 000 ñâ. ðîê³â, ùî, ÿê äîñë³äèëè çãîäîì, äåùî ïå-

ðåá³ëüøåíå.

Â³äêðèâøè ³ ñêëàâøè êàòàëîãè çàãàëîì ïîíàä 2500

òóìàííîñòåé, Ãåðøåëü âèçíà÷èâ ð³çíîìàí³òí³ñòü ¿õí³õ

ôîðì ³ çíà÷íó ÷àñòèíó íàçâàâ ìîëî÷íèìè øëÿõàìè, ÿê³

ìàëè á áóòè ïîä³áíèìè äî íàøî¿ çîðÿíî¿ ñèñòåìè ³ â³äñòà-

í³ äî ÿêèõ Ãåðøåëü îö³íþâàâ ì³ëüéîíàìè ñâ³òëîâèõ ðîê³â.

Ïðîòå çãîäîì â³í çàñóìí³âàâñÿ ó òîìó, ÷è ïðàâèëüí³ éîãî

ïîãëÿäè. ² öÿ íåâïåâíåí³ñòü ³ñíóâàëà óïðîäîâæ ö³ëîãî X²X

³ ïåðøèõ äâîõ äåñÿòèë³òü ÕÕ ñò. Ëèøå Õàááëó ó 1924 ð.

âäàëîñÿ äîâåñòè, ùî îð³ºíòîâíî ïîëîâèíà ç íèõ — öå

ñïðàâä³ äàëåê³ ïîçàãàëàêòè÷í³ îá’ºêòè. Ùî âîíè òàê³ æ

çîðÿí³ ñèñòåìè, ÿê ³ íàøà Ãàëàêòèêà.

376

Ðîçä³ë 19

ÍÀØÀ ÃÀËÀÊÒÈÊÀ

19.1. Ìîëî÷íèé Øëÿõ. Ãàëàêòè÷í³ êîîðäèíàòè

ßñíî¿ áåçì³ñÿ÷íî¿ íî÷³ íà çîðÿíîìó íåá³ äîáðå âèäíî Ìîëî÷íèé Øëÿõ — ÿñ-

êðàâó ñð³áëÿñòî-á³ëó ñìóãó, ÿêó äàâí³ ãðåêè íàçèâàëè γαλακτικος, òîáòî ìîëî÷-

íå êîëî (â³ä ãð. γαλα — ìîëîêî). Íàçâà Ãàëàêòèêè ïîõîäèòü ç äàâíüîãðåöüêî¿

ëåãåíäè, çà ÿêîþ ìîëîêî áîãèí³ Ãåðè ïðîëëÿëîñÿ, êîëè âîíà â³äøòîâõíóëà ìà-

ëåíüêîãî Ãåðàêëà, ÿêîãî Çåâñ ïðèêëàâ äî ãðóäåé áîãèí³. Ó ï³âí³÷í³é ï³âêóë³ íåáà

Ìîëî÷íèé Øëÿõ ïðîõîäèòü ÷åðåç ñóç³ð’ÿ Áëèçíÿò, Òåëüöÿ, Â³çíè÷îãî, Ïåðñåÿ,

Êàññ³îïå¿, Àíäðîìåäè, ßù³ðêè, Öåôåÿ ³ Ëåáåäÿ. Ó öüîìó ñóç³ð’¿ â³í ðîçäâîþºòüñÿ.

Çàõ³äíà â³òêà çàê³í÷óºòüñÿ ó ñóç³ð’ÿõ Çì³¿ ³ Çì³ºíîñöÿ, à ñõ³äíà â³òêà ïðîõîäèòü

÷åðåç ñóç³ð’ÿ Ëèñè÷êè, Ñòð³ëè, Îðëà, ³ äàë³ ïåðåõîäèòü ó ï³âäåííó ï³âêóëþ â ñó-

ç³ð’ÿ Ùèòà, Ñòð³ëüöÿ, Ñêîðï³îíà, Æåðòîâíèêà, Êîñèíöÿ ³ Âîâêà. Òóò Ìîëî÷-

íèé Øëÿõ çíîâó çëèâàºòüñÿ â îäíó ñìóãó, ïðîõîäÿ÷è ÷åðåç ñóç³ð’ÿ Öèðêóëÿ, Ï³-

âäåííîãî Òðèêóòíèêà, Êåíòàâðà, Ìóõè, Ï³âäåííîãî Õðåñòà, Ê³ëÿ, Ïàðóñ³â, Êîì-

ïàñà, Êîðìè, Âåëèêîãî Ïñà, òóò ïåðåõîäèòü ó ï³âí³÷íó ï³âêóëþ íåáà ÷åðåç ñóç³ð’ÿ

Îäíîðîãà ³ Îð³îíà, ïîáëèçó ÿêîãî çíàõîäèòüñÿ ñóç³ð’ÿ Áëèçíÿò.

Îñîáëèâîñò³ áóäîâè Ãàëàêòèêè ³ çîêðåìà Ìîëî÷íîãî Øëÿõó, äî ÿêîãî

âõîäèòü îñíîâíà ÷àñòèíà ¿¿ ç³ð, âèâ÷àëè äåê³ëüêà ïîêîë³íü àñòðîíîì³â. Ñüî-

ãîäí³ ³íôîðìàö³ÿ ïðî íå¿ íàäõîäèòü çàâäÿêè äîñë³äæåííÿì â ³íôðà÷åðâî-

íîìó, ðåíòãåí³âñüêîìó òà γ-ä³àïàçîí³ âèïðîì³íþâàííÿ. Ðîçïîä³ë íåéòðàëü-

íîãî âîäíþ â Ãàëàêòèö³ âèâ÷àþòü çà éîãî âèïðîì³íþâàííÿì ó ðàä³îä³àïà-

çîí³. Ñàì æå öåíòð Ãàëàêòèêè çíàõîäèòüñÿ â ñóç³ð’¿ Ñòð³ëüöÿ. Éîãî

êîîðäèíàòè â åêâàòîð³àëüí³é ñèñòåì³ α = 17

45,6

, δ = –28° 56,2'. Â³í, îä-

íàê, íåäîñÿæíèé äëÿ ñïîñòåðåæåíü ó âèäèìîìó ñâ³òë³, áî ñêîíöåíòðîâàí³

òóò ãàçîïèëîâ³ õìàðè ïîñëàáëþþòü ñâ³òëî íà 30

Äëÿ âèâ÷åííÿ ñòðóêòóðè Ãàëàêòèêè âèêîðèñòîâóþòü ãàëàêòè÷íó ñèñòåìó

íåáåñíèõ êîîðäèíàò. ¯¿ îñíîâîþ º ãàëàêòè÷íèé åêâàòîð — êîëî, ùî ïðîõîäèòü

ïðèáëèçíî óçäîâæ ñåðåäèíè Ìîëî÷íîãî Øëÿõó. Äî íåáåñíîãî åêâàòîðà â³í

377

Ð è ñ. 19.1. Ãàëàêòè÷íà ñèñòåìà êîîðäèíàò, S — çîðÿ ç êîîðäèíàòàìè l ³ b

íàõèëåíèé ï³ä êóòîì i = 62,6° ³ ïåðåòèíàºòüñÿ ç íèì ó äâîõ âçàºìíî ïðîòè-

ëåæíèõ òî÷êàõ — ãàëàêòè÷íèõ âóçëàõ. Âèñõ³äíèé ãàëàêòè÷íèé âóçîë  (éîãî

êîîðäèíàòè ó åêâàòîð³àëüí³é ñèñòåì³ α = 18

51,5

, δ = 0°) çíàõîäèòüñÿ â ñó-

ç³ð’¿ Îðëà, íèçõ³äíèé (α = 6

51,5

, δ = 0°) — ó ñóç³ð’¿ Îäíîðîãà. Ïëîùèíà

ãàëàêòè÷íîãî åêâàòîðà íàçèâàºòüñÿ ãàëàêòè÷íîþ ïëîùèíîþ. Ãàëàêòè÷íèé åê-

âàòîð ä³ëèòü íåáåñíó ñôåðó íà ï³âí³÷íó ³ ï³âäåííó ãàëàêòè÷í³ ï³âêóë³.

Ïåðïåíäèêóëÿð, ïðîâåäåíèé ÷åðåç öåíòð íåáåñíî¿ ñôåðè äî ïëîùèíè ãà-

ëàêòè÷íîãî åêâàòîðà, ïåðåòèíàºòüñÿ ç íåáåñíîþ ñôåðîþ ó ãàëàêòè÷íèõ ïî-

ëþñàõ. Ï³âí³÷íèé ãàëàêòè÷íèé ïîëþñ ÃÏ (ðèñ. 19.1) çíàõîäèòüñÿ ó ñóç³ð’¿

Âîëîññÿ Âåðîí³êè ³ ìàº åêâàòîð³àëüí³ êîîðäèíàòè α

ÃÏ

= 192,86° (≈

ÃÏ

= +27,13°

(≈ +27° 7,7'), ï³âäåííèé — ó ñóç³ð’¿ Ñêóëüïòîðà.

Âåëèêå êîëî, ïðîâåäåíå ÷åðåç ãàëàêòè÷í³ ïîëþñè, íàçèâàºòüñÿ êîëîì ãàëàêòè÷-

íî¿ øèðîòè, ÿêó ïîçíà÷àþòü ë³òåðîþ b, à â³äë³÷óþòü â³ä ãàëàêòè÷íîãî åêâàòîðà.

Âîíà äîäàòíà â íàïðÿì³ äî Ï³âí³÷íîãî ïîëþñà Ãàëàêòèêè. Ãàëàêòè÷íó äîâãîòó l

âèì³ðþþòü (ó ãðàäóñàõ â³ä 0° äî 360°) óçäîâæ ãàëàêòè÷íîãî åêâàòîðà ç çàõîäó íà

ñõ³ä â³ä òî÷êè Ñ, ùî â³äïîâ³äàº íàïðÿìó íà öåíòð Ãàëàêòèêè, äî êîëà ãàëàêòè÷íî¿

øèðîòè ñâ³òèëà. Áåçïîñåðåäíüî ãàëàêòè÷í³ êîîðäèíàòè ñâ³òèëà íå âèì³ðþþòü, à

îá÷èñëþþòü çà éîãî åêâàòîð³àëüíèìè êîîðäèíàòàìè α ³ δ ïîä³áíî äî òîãî, ÿê îá-

÷èñëþþòü ãîðèçîíòàëüí³ êîîðäèíàòè çà åêâàòîð³àëüíèìè (äèâ. ï³äðîçä³ë 1.10):

sin sin sin cos cos cos( ),

cos sin( ) cos sin( ),

cos cos( ) cos sin sin cos cos( ).

ГП ГП ГП

ПC ГП

ПС ГП ГП ГП

bl l

bll

=δ δ+δ δ α−α

−= δ α−α

−= δ δ− δ δ α−α

(19.1)



Розділ19.Наша:алатиа

378

Òóò ãàëàêòè÷íà äîâãîòà ï³âí³÷íîãî ïîëþñà ñâ³òó l

ÏÑ

= 123,932°.

Êîîðäèíàòè öåíòðà Ãàëàêòèêè ó ðîçãëÿíóò³é ñèñòåì³ l = 0°, b = 0°. Ïî-

ëîæåííÿ ãàëàêòè÷íîãî öåíòðà ñï³âïàäàº ç íàïðÿìêîì íà êîìïàêòíå ïîòóæ-

íå äæåðåëî ðàä³îâèïðîì³íþâàííÿ Ñòð³ëåöü À (Sgr A).

19.2. Ïîíÿòòÿ ïðî ìåòîäè çîðÿíî¿ ñòàòèñòèêè

Îäèí ç ìåòîä³â âèâ÷åííÿ áóäîâè Ãàëàêòèêè áàçóºòüñÿ íà ï³äðàõóíêó ê³ëü-

êîñò³ ç³ð äî ïåâíî¿ âèäèìî¿ çîðÿíî¿ âåëè÷èíè. Óïåðøå éîãî çàñòîñóâàâ Ãåð-

øåëü, ÿêèé ï³äðàõîâóâàâ çîð³ äî 14,5

(ÿê³ áóëè âèäíî â éîãî òåëåñêîï) íà

çãàäàíèõ âèùå 1083 ä³ëÿíêàõ íåáà ç ð³çíîþ ãàëàêòè÷íîþ øèðîòîþ.

Îñü íàéïðîñò³øèé ïðèêëàä ñòàòèñòè÷íîãî ï³äõîäó. Íàéÿñêðàâ³øèõ ç³ð,

âåëè÷èíè ÿêèõ ìåíø³ ÷è äîð³âíþþòü 1,0

, íà íåá³ íàë³÷óºòüñÿ óñüîãî 14. Ç

âåëè÷èíàìè â³ä 1,0

äî 2,0

º 27 ç³ð, â³ä 2,0

äî 3,0

— 60. Óñ³õ æå ç³ð äî 4,0

íà íåá³ 500, äî 5,0

— 1600, äî 6,0

— 4800. Îá÷èñëåííÿ ïîêàçóþòü, ùî â

ö³ëîìó íà íåáåñí³é ñôåð³ ç³ð âåëè÷èíîþ äî 10

º 350 000, äî 20

— 1 ìëðä. ³

äî 25

— áëèçüêî 30 ìëðä.

Ç öüîãî âèäíî, ùî ïðè âèâ÷åíí³ ñòðóêòóðè Ãàëàêòèêè ìîæíà âèêîðèñ-

òàòè äâà ñòàòèñòè÷í³ ïàðàìåòðè. Ïåðøèé — äèôåðåíö³àëüíà ôóíêö³ÿ áëèñêó

A(m). Âîíà âèçíà÷àº ê³ëüê³ñòü ç³ð, âèäèìà çîðÿíà âåëè÷èíà ÿêèõ º â ìåæàõ

â³ä m äî m + 1, òîáòî öå ïðèð³ñò ê³ëüêîñò³ ç³ð ïðè çðîñòàíí³ çîðÿíî¿ âåëè-

÷èíè íà 1

(ôàêòè÷íî áåðåòüñÿ â³ä m – 0,5

, äî m + 0,5

). Äðóãà ñòàòèñòè÷-

íà õàðàêòåðèñòèêà — ³íòåãðàëüíà ôóíêö³ÿ áëèñêó N(m), ÿêà âèçíà÷àº ó äî-

ñë³äæóâàí³é ä³ëÿíö³ íåáà ê³ëüê³ñòü óñ³õ ç³ð â³ä íàéÿñêðàâ³øèõ äî m-¿ âèäè-

ìî¿ çîðÿíî¿ âåëè÷èíè. Î÷åâèäíî, ùî A(m) = dN(m)/dm.

ßê áà÷èìî ç ï³äðàõóíê³â, ôóíêö³ÿ A(m) çðîñòàº ç ðîñòîì m, îäíàê òåìï

öüîãî çðîñòàííÿ ïîñòóïîâî çíèæóºòüñÿ. Íàïðèêëàä, ÿêùî N(6) : N(5) = 2,85,

òî N(13) : N(12) = 2,47, à N(21) : N(20) = 1,76. Öå âêàçóº íà ïðîñòîðîâó íå-

ð³âíîì³ðí³ñòü ðîçïîä³ëó ç³ð ó Ãàëàêòèö³ ³ íàÿâí³ñòü ì³æçîðÿíîãî ïîãëèíàí-

íÿ ñâ³òëà. Ïðè ð³âíîì³ðíîìó ðîçïîä³ë³ ³ ïðè â³äñóòíîñò³ ïîãëèíàííÿ, ÿê

âèïëèâàº ç òåîðåìè Çåë³ãåðà (ï³äðîçä³ë 20.7), ïîâèííî áóòè N(m + 1) : N(m)

= 3,98. Ìàòåìàòè÷íà ñòàòèñòèêà ³ç çàñòîñóâàííÿì åêñòðàïîëÿö³¿ ïîêàçóº, ùî

ó ïëîùèí³ Ãàëàêòèêè ê³ëüê³ñòü ç³ð â³ä íàéÿñêðàâ³øèõ äî 31

äîð³âíþº

ê³ëüêîñò³ ç³ð, ñëàáê³øèõ 31

. Çàãàëüíà ê³ëüê³ñòü ç³ð ó Ãàëàêòèö³, çã³äíî ç ðå-

çóëüòàòàìè ñòàòèñòè÷íîãî àíàë³çó, ïåðåâèùóº 150 ìëðä., àëå º ï³äñòàâè ââà-

æàòè, ùî ä³éñíà ê³ëüê³ñòü ç³ð Ãàëàêòèêè º á³ëüøîþ çà öþ îö³íêó.

Ï³äðàõóíêè ç³ð íà îäíàêîâèõ çà ðîçì³ðàìè ä³ëÿíêàõ íåáà ç ð³çíîþ ãàëà-

êòè÷íîþ øèðîòîþ ñâ³ä÷àòü ïðî òå, ùî ç â³ääàëåííÿì â³ä ãàëàêòè÷íî¿ ïëî-

ùèíè ê³ëüê³ñòü ç³ð äî çàäàíî¿ âåëè÷èíè m çìåíøóºòüñÿ. Ïîçíà÷èìî ³íòåã-

ðàëüí³ ôóíêö³¿ áëèñêó (ó ðîçðàõóíêó íà îäèí êâàäðàòíèé ãðàäóñ íåáà) ïî-

áëèçó ãàëàêòè÷íîãî åêâàòîðà ÷åðåç N(m; 0°), à íàâêîëî ãàëàêòè÷íîãî ïîëþñà

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії

379

— N(m; 90°). Â³äíîøåííÿ N(m; 0°) : N(m; 90°) íàçèâàºòüñÿ ãàëàêòè÷íîþ êîí-

öåíòðàö³ºþ. Ç³ ñïîñòåðåæåíü îòðèìàíî N(7; 0°) : N(7; 90°) = 3,5, òîä³ ÿê

N(21; 0°) : N(21; 90°) = 44,2. Òàêèì ÷èíîì, ïðèáëèçíî 95% óñ³õ ç³ð Ãàëàêòè-

êè ðîçòàøîâàí³ ó Ìîëî÷íîìó Øëÿõó. Ï³äðàõóíêè ïîêàçàëè, ùî íàøà Ãà-

ëàêòèêà íàëåæèòü äî òèïó äèñêîâèõ ñï³ðàëüíèõ çîðÿíèõ ñèñòåì (äèâ. ï³ä-

ðîçä³ë 19.7). Äèñê Ãàëàêòèêè º ñêóï÷åííÿì âåëèêîãî ÷èñëà ç³ð ³ ãàçîïèëî-

âî¿ ìàòåð³¿, éîãî ä³àìåòð 30–40 êïê, òîáòî ïðèáëèçíî 100–130 òèñ. ñâ. ðîê³â.

Öåíòðàëüíà ÷àñòèíà äèñêà ìàº ïîòîâùåííÿ, ä³àìåòð ÿêîãî ñÿãàº ïðèáëèç-

íî 2000 ïê. Ñîíöå ³ éîãî ïëàíåòè çíàõîäÿòüñÿ ìàéæå â ïëîùèí³ ãàëàêòè÷-

íîãî äèñêà íà â³äñòàí³ áëèçüêî 8000 ïê â³ä ãàëàêòè÷íîãî öåíòðà. ² òîìó ñâ³-

òëî âñ³õ äàëåêèõ ç³ð, ùî ó ñâî¿é ñóêóïíîñò³ ôîðìóþòü äèñê, äëÿ íàñ çëèâà-

ºòüñÿ â îäíó øèðîêó íåÿñêðàâó ðîçìèòó ñìóãó, êîòðó é íàçâàíî «Ìîëî÷íèé

Øëÿõ».

19.3. Çîðÿí³ ñêóï÷åííÿ òà àñîö³àö³¿

Äåÿêà ÷àñòèíà ç³ð Ãàëàêòèêè îá’ºäíàíà ó ñêóï÷åííÿ. Çîðÿíèìè ñêóï÷åí-

íÿìè íàçèâàþòüñÿ îêðåì³ ãðóïè ç³ð, ïîâ’ÿçàíèõ ì³æ ñîáîþ ñèëàìè âçàºì-

íîãî òÿæ³ííÿ. Çà çîâí³øí³ì âèãëÿäîì çîðÿí³ ñêóï÷åííÿ ïîä³ëÿþòü íà ðîç-

ñ³ÿí³ òà êóëÿñò³.

Ó êóëÿñòèõ çîðÿíèõ ñêóï÷åííÿõ, ùî ìàþòü ñôåðè÷íó àáî åë³ïñî¿äàëüíó

ôîðìó, íàë³÷óþòüñÿ äåñÿòêè, ñîòí³ òèñÿ÷ ³ íàâ³òü ì³ëüéîíè ç³ð. Ä³àìåòðè

êóëÿñòèõ ñêóï÷åíü º â ìåæàõ â³ä 20 ïê äî 90 ïê, ó ñåðåäíüîìó öå 30 ïê. ßêùî

â îêîëèöÿõ Ñîíöÿ ïðèáëèçíî îäíà çîðÿ ïðèïàäàº íà äåñÿòü êóá³÷íèõ ïàð-

ñåê³â, òî â êóëÿñòèõ ñêóï÷åííÿõ ïðîñòîðîâà êîíöåíòðàö³ÿ ç³ð ó äåñÿòêè,

ñîòí³, à ó âíóòð³øí³õ îáëàñòÿõ ñêóï÷åíü íàâ³òü ó òèñÿ÷³ ðàç³â á³ëüøà.

Çàðàç â³äîìî ïîíàä 150 ãàëàêòè÷íèõ êóëÿñòèõ ñêóï÷åíü. Íàéÿñêðàâ³-

ø³ ç íèõ — 47 Òóêàíà ³ ω Êåíòàâðà (ðèñ. 19.2). Íà íåá³ êóëÿñò³ ñêóï÷åí-

íÿ êîíöåíòðóþòüñÿ äî ñóç³ð’ÿ Ñòð³ëüöÿ, ó íàïðÿì³, äå çíàõîäèòüñÿ öåíòð

Ãàëàêòèêè, òîä³ ÿê ó ïðîòèëåæí³é ÷àñòèí³ íåáà âîíè ïðàêòè÷íî íå çó-

ñòð³÷àþòüñÿ.

Äëÿ ä³àãðàì êîë³ð — çîðÿíà âåëè÷èíà êóëÿñòèõ çîðÿíèõ ñêóï÷åíü (ðèñ.

19.3) òèïîâ³ íèæíÿ ÷àñòèíà ãîëîâíî¿ ïîñë³äîâíîñò³, ìàéæå âåðòèêàëüíà â³ò-

êà ÷åðâîíèõ ã³ãàíò³â ³ íàäã³ãàíò³â, à òàêîæ ãîðèçîíòàëüíà â³òêà, ùî ç’ºäíóº

çîíó ÷åðâîíèõ ã³ãàíò³â ç íåçàñåëåíîþ âåðõíüîþ ÷àñòèíîþ ãîëîâíî¿ ïîñë³-

äîâíîñò³. Ó ãîðèçîíòàëüí³é â³òö³ º ðîçðèâ — òàê çâàíèé ïðîâàë Øâàðöøèëü-

äà, â ÿêèé ÿêðàç ïîòðàïëÿþòü çì³íí³ çîð³ òèïó RR Ë³ðè. Ïåðåõ³ä â³ä ãîëî-

âíî¿ ïîñë³äîâíîñò³ äî â³òêè ã³ãàíò³â ïîçíà÷àº òî÷êà ïîâîðîòó (ÒÏ). ¯¿ ïî-

ëîæåííÿ â³äïîâ³äàº íàéá³ëüøîìó çíà÷åííþ çîðÿíî¿ ìàñè M

ÒÏ

, äëÿ ÿêîãî ÷àñ

³ñíóâàííÿ çîð³ íà ãîëîâí³é ïîñë³äîâíîñò³ (äèâ. ôîðìóëó 21.3) äîð³âíþº ÷àñó

³ñíóâàííÿ ñàìîãî ñêóï÷åííÿ.

Розділ19.Наша:алатиа

380

Òàêèì ÷èíîì, ó êîæíèé ìîìåíò ÷àñó íà ãîëîâí³é ïîñë³äîâíîñò³ çàëèøà-

þòüñÿ ò³ëüêè ò³ çîð³, â ÿêèõ ìàñà íå ïåðåâèùóº M

ÒÏ

. Á³ëüø ìàñèâí³ çîð³ çà-

ëèøàþòü ãîëîâíó ïîñë³äîâí³ñòü, ïðîõîäÿòü ÷åðåç ñòàä³þ ÷åðâîíîãî ã³ãàíòà,

ïåðåòâîðþþòüñÿ íà á³ë³ êàðëèêè. Â ì³ðó çðîñòàííÿ â³êó ñêóï÷åííÿ âåðõíÿ

ìåæà ìàñè äëÿ ç³ð íà ãîëîâí³é ïîñë³äîâíîñò³ áåçïåðåðâíî çìåíøóºòüñÿ, à

ñïåêòðàëüíèé êëàñ, ÿêèé â³äïîâ³äàº ïîëîæåííþ òî÷êè ïîâîðîòó, ñòàº óñå

ï³çí³øèì.

Ð è ñ. 19.2. Êóëÿñò³ ñêóï÷åííÿ 47 Òóêàíà (à) ³ ω Êåíòàâðà (á)

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії