Всі зірки, які ми бачимо на небі неозброєним оком, а також за допомогою телескопів, належать нашій Галактиці (за винятком зірок в інших, далеких галактиках). Наша Галактика (пишеться з великої літери) - це величезний зоряний "острів" діаметром більше 100 000 світлових років, який об'єднує близько 300 мільярдів самих різних зірок. Іноді нашу Галактику називають Чумацьким Шляхом (тому що в перекладі з грецького "галактікос" означає "молочний, молочний"), але тут потрібно пам'ятати, що, крім зірок Чумацького Шляху, який ми бачимо на небі, в нашу Галактику входять і зірки , розташовані на небі далеко від нього.
Фотографій нашої Галактики зовні, здалеку не існує. Тому про те, як вона виглядає, ми можемо лише здогадуватися. Однак відомо, що наша Галактика спіральна з перемичкою і має сплощення, линзовидную форму з потовщенням в середині. Можливо, вона виглядає ось так (комп'ютерна модель):
У центрі знаходиться ядро - щільне скупчення із зірок, що має діаметр близько 5 тисяч світлових років. Відстані між зірками в ядрі в десятки і сотні разів менше, ніж в околицях Сонця. У центрі ядра гніздиться, швидше за все, надмасивна чорна діра (її маса в 4 300 000 разів перевершує масу Сонця), навколо якої (можливо) звертається чорна діра поменше. Ядро оточене балджем (так називають центральне сферичне ущільнення в будь-який галактиці).
Через центр ядра проходить перемичка довжиною близько 27 000 св. років, що складається переважно зі старих червонуватих зірок.
Перемичка оточена кільцем довжиною близько 17 000 св. років, що містить велику кількість молекулярного водню. У кільці відбувається активне утворення нових зірок. Якщо можна було б подивитися на нашу Галактику зовні, то це кільце світилося б досить яскраво біло-блакитним світлом.
Центральна частина Галактики оточена плоским галактичним диском. діаметр якого близько 100 000 св. років. Поблизу площини диска розташовані молоді зірки і розсіяні скупчення (вік - кілька мільярдів років). Серед них багато зірок великої світності.
Від перемички відходять спіральні рукави (гілки), які розташовуються в площині диска Галактики. У нашій Галактиці два основних рукави (рукав Щита-Центавра і рукав Персея) і три другорядних (рукав Лебедя, що переходить у Зовнішній рукав, рукав Стрільця і рукав Оріона). Наше Сонце знаходиться на відстані близько 26 000 св. років від центру поблизу площини Галактики. на внутрішній частині рукава Оріона.
Крім зірок, рукава містять і величезні хмари іонізованого водню (рожеві вкраплення на верхній фотографії), а також хмари пилу. Пил добре видно на фотографії у вигляді коричневих прожилок в рукавах. Вона добре помітна і на фотографіях Чумацького Шляху (виглядає як коричневий дим):
Через пилу ми не можемо з околиць Землі бачити ядро Галактики у видимому світлі. Однак для інфрачервоних променів пил - не перешкода, тому винайшли інфрачервоні телескопи. Інфрачервоні телескопи - це вид телескопів, які застосовуються в астрономії для дослідження теплового випромінювання космічних об'єктів. Відомі такі інфрачервоні телескопи як Spitzer, Hershel, WISE, SOFIA. Готується до запуску космічний інфрачервоний телескоп "Джеймс Вебб".
Ось так виглядає людина в інфрачервоному світлі:
Зверни увагу, що теплі ділянки виглядають червоними, а холодні - зеленими і синіми. А ось так виглядає ядро Галактики в інфрачервоному світлі:
А ось цю ж ділянку Чумацького Шляху в видимих променях:
Інфрачервоні телескопи показали нам, як виглядає центральне скупчення зірок Галактики (стрілками показано можливе положення надмасивної чорної діри):
Диск Галактики оточений гало сферичної форми, яке виходить за межі диска на 5 000 - 10 000 св. років. Гало складається з одиночних старих неяскравих червоних зірок і кульових скупчень, що містять до мілілона зірок (вік - близько 12 мільярдів років), теж переважно червонуватих. Газа і пилу в гало немає, нові зірки не утворюються.
Загальна маса Галактики становить близько 6 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 кг (6 · 10 42 кг). Велика частина маси Галактики міститься не в зірках і міжзоряному газі, а в гало і так званої темної матерії.
Наша Галактика повільно обертається навколо центру. Сонцю потрібно близько 200 мільйонів років, щоб зробити 1 оборот навколо центру (1 галактичний рік).
Головні мешканці Галактики - зірки. Зірки можуть існувати поодинці, парами (подвійні зірки), трійками (потрійні зірки) і т.д. Існують і цілі зоряні скупчення. Розрізняють розсіяні і кульові зоряні скупчення.
Розсіяні зоряні скупчення (РЗС) розташовуються поблизу галактичної площини, в рукавах і містять від декількох десятків до кілька сотень молодих зірок (часто серед них зустрічаються білі і блакитні гіганти і надгіганти). РЗС утворюються з величезних водневих хмар і газо-пилових туманностей. РЗС мають зазвичай неправильну форму. РЗС сильно відрізняються за формою. Прикладами відомих з давніх-давен розсіяних скупчень є Гиади, Плеяди, Ясла, які видно неозброєним оком. З винаходом телескопа було відкрито безліч невидимих неозброєним оком РЗС. У РЗС зірки досить слабо пов'язані між собою силами взаємного тяжіння, і тому з часом РЗС ще більше розсіюються.
Кульові зоряні скупчення (ШЗС) на відміну від РЗС містять сотні тисяч зірок, як правило, старих (тобто знаходяться на пізніх стадіях своєї еволюції) і тому червоних. ШЗС дуже стійкі, вони з часом не розпадаються, тому що зірки близькі один до одного і між ними сильні сили взаємного тяжіння. Зірки в них не утворюються, оскільки ні з чого утворюватися, адже ШЗС знаходяться в гало, а там немає водню для утворення зірок. У ШЗС щільність зірок збільшується до центру. ШЗС дуже схожі один на одного.
Планетарні туманності (ПТ) - скинуті газові оболонки старих зірок приблизно такої ж маси, як Сонце. По виду ПТ досить вигадливі. У телескоп спостерігаються найчастіше як диски, будучи насправді об'ємними, сферичними утвореннями. Світяться за рахунок центральної зірки.
Дифузні туманності (ДТ) - це газо-пилові туманності неправильної форми (мають клоччасту структуру), в яких почався або ще немає процес зореутворення. Однією з відомих ДТ є М 42 - Велика Туманність Оріона. У телескопи спостерігається тільки її центральна частина, в якій є як уже народилися молоді зірки, так і Протозірки (утворюють разом РЗС). Ці зірки підсвічують дану туманність зсередини. Насправді вона така велика, що обволікає майже все сузір'я Оріона.
Крім світлих, що світяться ДТ існують і темні туманності, що представляють собою холодний газо-пилові хмари, в яких немає зірок. Темні туманності ми можемо бачити в телескоп тільки тоді, коли позаду них розташовані світлі туманності. Приклад - туманність Кінська Голова в сузір'ї Оріона.
Туманності - залишки вибухів наднових зірок. Після вибуху наднової зірки в різні боки з великою швидкістю розлітається її речовина, утворюючи іноді красиві сплески.
У Всесвіті мільйони галактик найрізноманітнішої форми. Едвін Хаббл колись запропонував найпростішу класифікацію галактик, яка з тих пір називається класифікацією галактик по Хабблу ( "Камертон Хаббла").
Він виділив 4 основних типи галактик:
1 - еліптичні (позбавлені газу - будівельного матеріалу, тому в них зірки не народжуються, а тільки старіють, звідси багато помаранчевих і червоних зірок, через що еліптичні галактики зазвичай жовтуваті на знімках);
2а - спіральні без перемички (мають чітку спіральну структуру, в області галактичного диска багато водню, з якого формуються молоді зірки; ядро жовтувате через велику кількість старих зірок);
2б - спіральні з перемичкою (з баром або пересічені);
3 - неправильні галактики (невеликі галактики неправильної форми, аморфні, немає ядра, немає обертання, але зате достаток водню, з якого народжується багато зірок, через що неправильні галактики на фотографіях виходять блакитними).
Позначення галактик в класифікації Хаббла:
Е - еліптичні (цифри характеризують ступінь сплюснутости: 0 - сфера, 1-3 - слабосплюснутие, 4-7 сільносплюснутие);
S0 - лінзоподібні галактики (немає спіралей, але є шар пилу в галактичної площини);
S - спіральні (літери a, b і з характеризують ступінь закрученими спіралей);
SB - спіральні з перемичкою (наша Галактика належить до типу SBb);
Irr - іррегулярні (тобто неправильні, безформні).
Розподіл галактик в групи по зовнішніх формах називається морфологічної класифікації галактик. Існує не тільки класифікація Хаббла, а й інші. Вперше класифікувати "туманності зі спіралями" почав Лорд Росс (той самий, який побудував телескоп-гігант "Левіафан") в середині XIX століття. Тоді вважалося, що всі туманні освіти на зоряному небі (в т.ч. і галактики) - це мешканці нашої власної Галактики. Тільки в 1924 р (не минуло ще й ста років після того) астрономи визнали існування галактик за межами нашої власної Галактики.
Найближчими галактиками до нашої Галактиці є Магелланові Хмари - дві неправильні галактики, розташовані в південному небесній півкулі і що абсолютно очевидно з південної півкулі Землі. Бліжайная до нас велика спіральна галактика - М 31 "Туманність Андромеди".
До неї 2 300 000 св. років. Галактика в Андромеді і Магелланові Хмари - єдині галактики, які можна побачити на небі неозброєним оком.
Галактики не висять на одному місці, а повільно рухаються, в цілому віддаляючись одна від одної. Це говорить про розширення Всесвіту. Однак, близько розташовані галактики, як, напірмер, наша Галактика і галактика "Туманність Андромеди", через взаємного тяжіння можуть зближуватися і зливатися один з одним. У майбутньому наша Галактика зіллється з галактикою в Андромеді.
Вченими виявлено багато взаємодіючих, галактик, що зливаються. Їх взаємне гравітаційне тяжіння сильно спотворило їх форму:
При злитті галактик їх зірки не стикаються між собою, а проходять в проміжки між іншими зірками.
Галактики в космосі розташовані не рівномірно, а купками, утворюючи здалеку щось на зразок волокон або прожилок (дивись справа наліво):
Вчені говорять, що Всесвіт має пористу структуру.