Млечный Путь — это галактика, в которой находится Земля. Часть его видна в ясную ночь с Земли, как толстая полоса звезд, простирающаяся по небу. Мы можем увидеть тысячи этих звезд невооруженным глазом, а многие другие в телескоп. Но сколько звезд в Млечном Пути?

«Это удивительно сложный вопрос. Вы не можете просто сидеть и считать звезды в галактике», — сказал Дэвид Корнрайх, доцент в колледже в Нью-Йорке.

Даже в Галактике Андромеда — которая является яркой, большой и относительно близкой к Земле, на расстоянии 2,3 миллиона световых лет — только самые крупные звезды и несколько переменных звезд (особенно переменные Цефеиды) достаточно ярки, чтобы их можно было увидеть в телескопах с такого расстояния. Например, звезду размером с солнце было бы слишком трудно увидеть.

Структура Млечного Пути

Из наблюдений астрономы знают, что Млечный Путь представляет собой замкнутую спиральную галактику, которая имеет около 100 000 световых лет в поперечнике. При взгляде из-за пределов галактики можно было увидеть центральную выпуклость, окруженную четырьмя рукавами, двумя большими и двумя меньшими. Главные рукава Млечного Пути известны как Персей и Стрелец. Солнце находится в одном из двух малых рукавов, который называется рукав Ориона.

Галактика также имеет вокруг себя огромное гало горячего газа диаметром в несколько сотен тысяч световых лет. Астрономы подсчитали, что гало столь же массивно, как и все звезды в Млечном Пути. Однако многие из звезд Млечного Пути трудно увидеть. Это происходит потому, что в центре галактики находится Галактическая выпуклость, заполненная звездами, газом и пылью, а также сверхмассивная черная дыра. Эта область настолько плотно заполнена материалом, что даже мощные телескопы не могут видеть сквозь нее. Астрономы не уверены, когда и как образовалась выпуклость; некоторые предполагают, что ранняя история Млечного Пути была изменена, когда галактика столкнулась с другой.

Между галактиками с одной и той же массой могут быть различия в типах звезд. Корнрайх предупредил, что об этом очень трудно говорить в целом, но сказал, что различие может заключаться при рассмотрении эллиптических галактик и спиральных галактик. Эллиптические галактики, как правило, имеют больше красных карликов типа K и M, чем спиральные галактики. Поскольку эллиптические галактики старше, они будут иметь меньше газа, потому что он был сдут во время их эволюции.

Как только масса галактики определена, другая хитрость заключается в том, чтобы выяснить, сколько из этой массы приходится на звезды. Большая часть массы будет состоять из темной материи, типа материи, которая не излучает света, но которая, как полагают, составляет большую часть массы Вселенной.

Вы должны смоделировать галактику и посмотреть, какой процент этой массы приходится на звезды, — сказал Корнрайх. В типичной галактике, если вы измеряете ее массу, около 90 процентов ее составляет темная материя.

Корнрайх подсчитал, что поскольку большая часть оставшегося в галактике «вещества» состоит из рассеянного газа и пыли, то около 3 процентов массы галактики будет состоять из звезд, но все может измениться. Далее, размер самих звезд может сильно варьироваться — от размера нашего Солнца, до чего-то в десятки раз меньшего или большего. Количество звезд примерно такое же …

Так есть ли какой-нибудь способ выяснить, сколько точно звезд есть в галактике? Согласно одному из расчетов, Млечный Путь имеет массу около 100 миллиардов солнечных масс или 100 миллиардов звезд солнечной массы. Это включает в себя звезды, которые больше или меньше нашего Солнца, что усредняет их. Однако массу галактики трудно вычислить — по другим оценкам, масса галактики составляет от 400 до 700 миллиардов солнечных масс.

Миссия Европейского космического агентства Gaia составляет карту расположения примерно 1 миллиарда звезд в Млечном Пути. ЕКА говорит, что Gaia нанесет на карту 1 процент звездного населения Млечного Пути, что даст нам оценку общего количества звезд в нашей галактике в 100 миллиардов. Цель Gaia — создать самую лучшую в мире трехмерную карту Млечного Пути.

Но Корнрайх сказал, что эти цифры являются приближенными величинами. Более продвинутые модели могут сделать приближение более точным, но было бы очень трудно подсчитать звезды по одной в ручную и сказать вам наверняка, сколько точно их в галактике.