Galaktyka

Nazwa układu gwiazd i materii międzygwiazdowej, do którego należy Słońce wraz z Układem Słonecznym. Nazwa pochodzi od greckiego gala (mleko), ponieważ płaszczyzna równika Galaktyki pokrywa się z płaszczyzną Drogi Mlecznej. Z tego powodu nazywa się nieraz Galaktykę Układem Drogi Mlecznej, zachowując nazwę Droga Mleczna dla pasa na niebie, w którym występuje największe skupienie gwiazd i materii międzygwiazdowej.

Słońce leży blisko płaszczyzny równika Galaktyki, w odległości 8 parseków (jednostka odległości stosowana w astronomii, 1 ps = 3,262 roku świetlnego = 206 264,8 AU (jednostka astronomiczna) = 3,0857⋅1016 m. Z definicji 1 ps to odległość, z jakiej połowa wielkiej osi orbity ziemskiej (tj. jednostka astronomiczna) jest widoczna jako łuk o długości 1 sekundy) na północ (w północnym kierunku osi ziemskiej) od płaszczyzny równika Galaktyki. Odległość Słońca od środka Galaktyki wynosi 10 kiloparseków. Galaktyka ma kształt silnie spłaszczonej elipsoidy obrotowej, o wielkiej osi 12 kiloparseków i małej osi 2 kiloparseków. Łączna jej masa wynosi 1,1⋅1011 mas Słońca, czyli 2,1⋅1041 kg, średnia gęstość materii w Galaktyce wynosi 7⋅10-21 kg/m3. Materia ta koncentruje się głównie w jądrze Galaktyki, gdzie jej średnia gęstość jest 40 razy większa od średniej gęstości w całej Galaktyce tylko ok. 5% masy Galaktyki przypada na materię międzygwiazdową, reszta skoncentrowana jest w gwiazdach.

Jasność absolutna Galaktyki w dziedzinie promieniowania widzialnego wynosi -20m,5, co odpowiada mocy promieniowania ok. 1010 mocy Słońca. Wokół płaszczyzny Galaktyki rozciąga się rentgenowska poświata pochodząca od rozgrzanego do temperatury 10 mln K gazu.

Z obserwacji nad stopniem uporządkowania ruchów gwiazd w Galaktyce oraz wieku najstarszych w niej obiektów wynika, że wiek Galaktyki wynosi 1,5⋅1010 lat. Galaktyka nie jest tworem o strukturze jednorodnej, można jednak wyodrębnić w niej grupy obiektów, których cechy fizyczne, rozmieszczenie i ruch podlegają pewnym prawidłowościom.

Taką grupą gwiazd należących do populacji II jest jądro Galaktyki, znajdujące się w gwiazdozbiorze Strzelca. Obserwacje jądra Galaktyki prowadzone są przy pomocy promieni podczerwonych i radiowych, ponieważ przesłania je pył międzygwiazdowy. Jego kształt zbliżony jest do nieco spłaszczonej kuli o średnicy 1,2 kiloparseka. Wewnątrz jądra znajduje się silne radioźródło (Strzelec A), a także otoczka gazowa szybko ekspandująca (50 km/s). Składa się ono z gwiazd należących do populacji II i gazu międzygwiazdowego.

Obiekty należące do populacji I (podsystem płaski) tworzą w Galaktyce rodzaj dysku otaczającego jej jądro. Poruszają się po orbitach zbliżonych do kół, leżących w płaszczyźnie równika Galaktyki. Tuż w pobliżu jądra prędkości są bliskie zeru i rosną w miarę oddalania się od jądra. W pobliżu Słońca prędkość wynosi 250 km/s, czemu odpowiada czas obiegu ok. 2⋅108 lat, znacznie krótszy niż wiek Słońca i Ziemi.

Niektóre pośród obiektów I populacji (gromady otwarte, asocjacje, materia międzygwiazdowa, olbrzymy i nadolbrzymy typu O i B) układają się wewnątrz dysku w formie ramion spiralnych (jak w wielu galaktykach tzw. spiralnych). Spośród gwiazd w ramionach spiralnych znajdują się tylko najmłodsze. Słońce, należące do populacji I, leży między dwoma ramionami spiralnymi Galaktyki, blisko wewnętrznego (zwróconego ku środkowi Galaktyki) brzegu jednego z nich.

Obiekty należące do II populacji są rozłożone symetrycznie względem środka Galaktyki, nie wykazując koncentracji w jej płaszczyźnie równikowej. Podobnie są rozłożone w przestrzeni płaszczyzny jej ruchu. Obiekty populacji II poruszają się po orbitach różniących się znacznie od kół. Obiekty te powstały w najwcześniejszym stadium istnienia Galaktyki, kiedy to gaz, z którego powstały gwiazdy, poruszał się wokół środka Galaktyki w sposób chaotyczny.

Dopiero potem nastąpiła jego koncentracja w płaszczyźnie równika Galaktyki i dlatego powstające później i obecnie obiekty (populacja I) są skoncentrowane głównie w płaszczyźnie równika Galaktyki i poruszają się ruchem zbliżonym do kołowego. W innych galaktykach obserwuje się podobną strukturę i ruch obiektów należących do różnych populacji.