Слово "Галактика" известно не только любителям астрономии. Люди, далекие от астрономии, с удовольствием поют "Мы - дети Галактики...", встречают это слово на рекламных щитах различных фирм или вывесках ресторанов и кафе, редко задумываясь над его истинным смыслом. А ведь Галактика - это наш огромный звездный дом, в котором, кроме нашей звезды - Солнца, сотни миллиардов (а быть может, даже триллион!) звезд. Выходит, что звезд в Галактике во много раз больше, чем людей на Земле.
И вот такое громадное звездное жилище было открыто с немалым трудом, который завершился в общих чертах лишь в XX веке.
А самое начало открытия Галактики можно, пожалуй, отнести к тем далеким временам, когда две-три тысячи лет назад люди обратили внимание на таинственную светящуюся полосу на небе. Сегодня мы называем ее Млечный Путь, а вообще-то как только ее не называли - "Молоко", "Молочный Путь", "Молочный Круг", "Соломенная дорога", "Птичий Путь", "Небесная Река" и т. д. Общепринятое в настоящее время название "Млечный Путь" пришло к нам из Древнего Рима, куда оно перекочевало из астрономии Древней Греции. Еще древнегреческий философ Демокрит (около 460-370 год до нашей эры) догадывался о том, что Млечный Путь - это множество неярких звезд, которые сливаются в светящуюся полосу. Как это часто бывает в истории науки, догадка Демокрита оказалась забытой на многие века. О догадке Демокрита забыли надолго, а Млечный Путь "переоткрывали" вновь и вновь: то объявляли его отражением солнечного света, то говорили, что это светящиеся в небе земные газы или какое-то скопление звездных паров...
В сочинениях Птолемея содержится подробное описание Млечного Пути, которое без существенных изменений сохранилось до XIX века. Млечный Путь с присущей ему неодинаковой яркостью (от хорошо заметных участков до темных "провалов") Птолемей нанес и на свой небесный глобус.
В том, что Млечный Путь - действительно множество звезд, убедился Галилео Галилей (1564-1642), наведя на Млечный Путь построенный им первый телескоп. Это было уже в 1610 году. Однако ни первые телескопические наблюдения, ни многие последовавшие за ними не прояснили главную загадку Млечного Пути. Еще долго было совершенно неясно, какое отношение звезды Млечного Пути имеют к нашему Солнцу и к тем звездам, что находятся вблизи него. Знаменитый немецкий философ Иммануил Кант (1724-1804) был одним из мыслителей, считавших, что звезды Млечного Пути образуют систему, по форме напоминающую диск. Незадолго до Канта идеи о том, что звезды Млечного Пути определенным образом упорядочены и удерживаются физическими силами, высказывали и другие ученые и философы. Например, швед Эммануэль Сведенберг (1688-1772) придавал большое значение магнитным силам и предполагал, что именно эти силы играют важную роль в упорядочении звезд Млечного Пути.
Важнейший вклад в открытие нашей Галактики принадлежит английскому астроному (который был сначала любителем, а потом стал профессионалом) Уильяму Гершелю (1738 -1822).
Созданные Гершелем большие и весьма совершенные телескопы позволили ему в 36-летнем возрасте начать серьезные исследования в различных областях астрономии, продолжая еще многие годы заниматься музыкой.
Результаты астрономических трудов Гершеля поразительны. Вот важнейшие из них: он открыл планету Уран, несколько спутников Сатурна и Урана, сезонные изменения на Марсе, движение Солнечной системы по направлению к одной из звезд созвездия Геркулеса, исследовал множество переменных звезд, получил данные о форме нашей Галактики и ее изолированности в пространстве, добавил сотни объектов к каталогу туманностей, по существу шагнув за пределы нашей Галактики. На могиле этого великого исследователя звездного мира написано: "Он сломал засовы небес". А ведь "попутно" ему удалось сделать выдающиеся открытия и в других областях науки. Например, изучая спектр Солнца, он в 1800 году открыл инфракрасные лучи! Задумайтесь, пожалуйста, о жизни и такой плодотворной деятельности ученого, о том, как много может дать природа человеку и как важно на протяжении всей жизни каждому стараться обнаруживать и развивать заложенные в нем способности.
Хотя о каждом из открытий Гершеля можно было бы немало рассказать, остановимся на его исследовании Галактики. Само слово "Галактика" происходит от "молочного круга" - греческого обозначения Млечного Пути. Долгое время в слова "Галактика" и "Млечный Путь" вкладывали одинаковый смысл, они были синонимами. Впрочем, и сейчас, когда нашу звездную систему обычно называют Галактикой, иногда говорят "Наша Галактика - Млечный Путь". А что же мы все-таки видим на небе, любуясь Млечным Путем? Проекцию на небесную сферу нашей звездной системы, нашей Галактики. Как же в этом разобрались? Как узнали, каковы форма и размеры Галактики? Гершель придумал для этого особый способ подсчета звезд на выбранных площадках неба, способ "звездных черпков". На каждом из выбранных участков неба Гершель определял число звезд, доступных наблюдению в его телескоп (самые слабые из звезд были 15-й звездной величины). Площадки, которые изучал Гершель, находились по обе стороны и на разных угловых расстояниях от средней плоскости Млечного Пути. Больше всего звезд было в самых плотных частях Млечного Пути, там за несколько минут через поле зрения телескопа проходили десятки тысяч звезд. В то время еще не знали расстояний до звезд. А как без этого изучать пространственное расположение звезд? Гершель нашел ответ на этот вопрос. Он предположил, что самые яркие звезды - как раз те, которые к нам ближе всего, а самые далекие - те, которые с трудом различимы в телескоп. Расстояния до ярких звезд Гершель принял за единицу и в этом масштабе в 1785 году схематически изобразил нашу Галактику. Рассматривая эту схему, обратите внимание на раздвоение Млечного Пути (в созвездии Лебедя). Сегодня хорошо известна причина такого раздвоения: оно возникло из-за непрозрачности облаков пыли.
Гершель попытался оценить размеры Галактики. У него получилось, что диаметр сплюснутого галактического диска - 5800 световых лет, а толщина диска - около 1100 световых лет. Между прочим, световой год как единицу расстояния тоже придумал Гершель.
Если сравнить размеры Галактики, полученные Гершелем, с современными данными, то окажется, что он почти в 15 раз "уменьшил" размеры нашей звездной системы. Конечно, расхождение очень большое, но ведь это был только первый шаг, основанный на непосредственных наблюдениях.
С тех пор прошло более двух веков. Еще в XIX веке астрономам, в том числе и российским, удалось наконец измерить расстояния до некоторых звезд, например до Веги - 27 световых лет, до α Центавра - 4,3 светового года) и понять, что в межзвездном пространстве есть вещество (пыль), поглощающее свет далеких звезд. Василий Яковлевич Струве (1793-1864) - основатель Пулковской обсерватории - был одним из тех, кому удалось измерить расстояния до звезд, открыть поглощение света в межзвездном пространстве и сделать правильный вывод о том, что Солнце находится не в центре Галактики, а на значительном расстоянии от него. Да и сами размеры Галактики у В.Я. Струве получились большими, чем у У. Гершеля.
В конце XIX - начале XX века астрономы пришли к выводу, что центр Галактики должен быть расположен вблизи границы созвездий Стрельца, Скорпиона и Змееносца. В конце 20-х годов ХХ века уже было доказано, что Галактика вращается. Все звезды, включая, конечно, наше Солнце, движутся вокруг центра Галактики. Солнце мчится по своей галактической орбите со скоростью 250 км/с, совершая один оборот вокруг центра Галактики за 200 миллионов лет. Такова продолжительность одного галактического года!
От центра Галактики наше светило отделяют почти 30 тыс. св. лет. Это примерно одна треть от диаметра Галактики и в три раза больше, чем толщина галактического диска. Именно в диске и его утолщении (оно называется балдж) содержатся большинство звезд, звездные скопления и газово-пылевые комплексы Галактики. Но галактический диск - это еще не вся Галактика. Звезды и шаровые звездные скопления населяют пространство вокруг нашего звездного дома, которое называется гало. А далеко за пределами диска и гало простирается во многом еще загадочная корона Галактики. Быть может, где-то в короне спрятана "скрытая масса" - невидимое вещество, которое "весит" больше, чем все звезды Галактики?..