Ծիր Կաթին

250px|մինի|Գալակտիկայի կենտրոնը՝ ինֆրակարմիր տիրույթում

Ծիր Կաթին ( — Ծիր Կաթին), այն գալակտիկան է, որը ներառում է Արեգակնային համակարգը։ Երկրից նայելիս դիտողին այն ներկայանում է մշուշոտ թույլ լույսով։ 1609 թ. երբ Գալիլեյն աստղադիտակով դիտեց այդ գոտին, վերջնականապես պարզ դարձավ, որ այն բաղկացած է բազում հեռավոր աստղերից։ 7-րդ դարի հայ մեծ աստղագետ, տոմարագետ և փիլիսոփա Անանիա Շիրակացու ընկալմամբ՝ Ծիր Կաթինը կամ Հարդագողի ճանապարհն անթիվ-անհամար աստղերի լույսը կուտակած հսկա լուսաշերտ է. «խիստ աստեղք են բազումք, նուազք և յոյժ ընդ աղօտ երևմանէն միաւոր լոյսն տեսանի»։
Ծիր Կաթինը մեկնաբանելու փորձ է արել Կանտը։ Մոլորակային համակարգի առաջացման իր վարկածի նմանությամբ՝ նա համարել է դա պտտվող գազային սկավառակից առաջացած սկավառակաձև աստղային համակարգ, որի առանցքի շուրջը պտտվում են աստղերը, իսկ հեռավոր միգամածությունները հավանաբար դրանցից դուրս գտնվող նմանատիպ համակարգեր։ Մինչև 1920 թ․ շատ աստղագետներ կարծում էին, որ Ծիր Կաթինում են գտնվում տիեզերքի բոլոր աստղերը։ 1920 թ. ամերիկացի աստղագետ Հառլոու Շեփլին, չափելով գնդաձև աստղակույտերի հեռավորությունները, եզրակացրեց, որ Ծիր Կաթինը շատ ավելի մեծ է, քան կարծում էին մինչ այդ, և Արեգակն էլ նրա կենտրոնում չէ։ Էդվին Հաբլն իր դիտումներով ցույց տվեց, որ Ծիր Կաթինը միակ գալակտիկան չէ։ Ծիր Կաթինն ունի մի քանի արբանյակ գալակտիկաներ և կազմում է գալակտիկաների Տեղական խմբի մաս, որն էլ իր հերթին հանդիսանում է Կույս գալակտիկաների գերկույտի մաս։ 
Ծիր Կաթինը ձողավոր սպիրալաձև գալակտիկա է։ Տեսանելի տրամագիծը գնահատվում է 170000-200000 լուսատարի։ Ըստ գնահատականների՝ այն պարունակում է 100-400 մլրդ աստղ և գրեթե նույն քանակի մոլորակ։ Ծիր Կաթինի շուրջը հալոն կարող է ձգվել մինչև 2 մլն լուսատարի։ Արեգակնային համակարգը տեղակայված է Գալակտիկայի կենտրոնից 27000 լուսատարի հեռավորության վրա։ Գալակտիկայի կենտրոնում, որը կոչվում է Աղեղնավոր Ա, տեղակայված է գերծանր սև խոռոչ՝ 4×106 արեգակի զանգվածով, որն ինտենսիվ ռադիոճառագայթման աղբյուր է։ Աստղերը և միջաստղային գազը Գալակտիկայի կենտրոնից մեծ հեռավորության վրա կենտրոնի նկատմամբ պտտվում են 220 կմ/վ արագությամբ։ Հաստատուն պտտման արագությունը հակասում է կեպլերյան դինամիկայի օրենքներին, և ենթադրվում է, որ Ծիր Կաթինի զանգվածի մեծ մասն անտեսանելի է դիտակների համար կամ էլ ճառագայթում է չկլանվող էլեկտրամագնիսական ալիքներ։ Այդ ենթադրյալ զանգվածն անվանվել է «մութ նյութ»։ Արեգակի մոտակայքում կենտրոնի շուրջը պտտման պարբերությունը 240 մլն տարի է։ Ծիր Կաթինը, որպես մեկ ամբողջություն, արտագալակտիկական օբյեկտների նկատմամբ շարժվում է 600 կմ/վ արագությամբ։

Ըստ հայկական առասպելի՝ մի խիստ ձմեռ հայերի նախնի Վահագնը հարդ է գողացել ասորիների նախնի Բարշամինից, և երկնքում մասամբ երևացող Ծիր Կաթինը գողացած հարդի հետքն էՍարգիս Հարությունյան, «Հայ Հին Վիպաշխարհը»։ Անհիշելի ժամանակներից մարդիկ հիացել են նրա երկնասփյուռ տեսքով։

Այսպիսի համակարգում նույն կերպ պտտվող չեզոք ջրածնի ամպերը պետք է մեր նկատմամբ ունենան տարբեր տեսագծային արագություններ, և ռադիոսպեկտրում դրանց 21 սմ-անոց ռադիոգծերը, ունենալով տարբեր դոպլերյան շեղումներ, պետք է տարանջատված լինեն։ Դրա շնորհիվ 1927 թ. Օորտին հաջողվեց ապացուցել Ծիր Կաթինի պտույտը և բացահայտել նրա պարուրաձև կառուցվածքը։

Պարզվեց, որ Ծիր Կաթինի սկավառակում չեզոք ջրածինը բաշխված է ոչ թե համասեռ, այլ կազմում է պտտման կենտրոնի շուրջը փաթաթվող պարուրաթևեր։ Այն ժամանակ հեռավոր աստղերի հեռավորությունների որոշման մեթոդները դեռ բավականաչափ ճշգրիտ չէին, սակայն պարզ էր արդեն, որ Ծիր Կաթինի սկավառակում դիտվող աստղերի ու դրանց կույտերի մեծ մասը գտնվում են հենց այդ պարուրաթևերում։ Այսպես ուրվագծվեց Ծիր Կաթինի իրական կառուցվածքը, որը նորովի կոչվեց Գալակտիկա։

 Արտաքին տեսք 

Ծիր Կաթինը Երկրից երևում է որպես սպիտակ մշուշոտ լույս կամարաձև տեսքով, 300 լայնության վրա։ Այդ լույսն առաջանում է երկնքում առկա աստղերի ճառագայթումից, որոնք տեղակայված են Գալակտիկայի հարթության մեջ։ Մութ տարածքները տիրույթներ են, որտեղ միջաստղային փոշին խոչնդոտում է հեռավոր աստղերի ճառագայթած լույսի տարածմանը։ Երկնքում այսպիսի տիրույթները կոչվում են խուսափման գոտիներ։ Ծիր Կաթինն ունի ցածր մակերևութային պայծառություն, որի տեսանելիությունը կարող է մեծապես նվազել ֆոնային լույսի կողմից՝ ինչպիսին է Լուսնի լույսը։ Ինչպես երևում է Երկրից, Ծիր Կաթինի գալակտիկական հարթության տեսանելի տիրույթը երկնքում զբաղեցնում է մի տարածք, որը պարունակում է 30 համաստեղությունThe bright center of the galaxy is located in the constellation Sagittarius. From Sagittarius, the hazy band of white light appears to pass westward through the constellations of Scorpius, Ara, Norma, Triangulum Australe, Circinus, Centaurus, Musca, Crux, Carina, Vela, Puppis, Canis Major, Monoceros, Orion and Gemini, Taurus, to the galactic anticenter in Auriga. From there, it passes through Perseus, Andromeda, Cassiopeia, Cepheus and Lacerta, Cygnus, Vulpecula, Sagitta, Aquila, Ophiuchus, Scutum, and back to Sagittarius.։ Գալակտիկայի կենտրոնը ընկած է Աղեղնավորի համաստեղությունում, որտեղ Ծիր Կաթինն ամենապայծառն է։ Գալակտիկական հարթությունը խավարածրի (Երկրի ուղեծրային հարթություն) նկատմամբ թեքված է 600-ով։ Գալակտիկայի հյուսիսային բևեռը մոտ է Վերոնիկայի Վարսեր համաստեղությանը, իսկ հարավային բևեռը՝ Քանդակագործի համաստեղությանը։


 Չափերը և զանգվածը 

Ծիր Կաթինը երկրորդ ամենամեծ գալակտիկան է Տեղական խմբում (Անդրոմեդայից հետո)։ Աստղային սկավառակի տեսանելի տրամագիծը 170-200000 լուսատարի է, իսկ հաստությունը 1000 լուսատարի ։ Ծիր Կաթինը մոտավորապես 890 մլրդ Արեգակի զանգված ունի։ Ծիր Կաթինի զանգվածի գնահատականները տարբեր են՝ կախված գնահատման մեթոդից և տվյալներից։ Գնահատման տիրույթի ներքևի սահմանը 5.8×1011 արեգակի զանգված է (M☉):


2010 թ.-ին հալոյում գտնվող աստղերի տեսագծային արագությունների չափումները ցույց են տվել, որ 80 կիլոպարսեկ տիրույթում զանգվածը 7×1011 արեգակի զանգված (M☉): Ըստ 2014թ.-ի ուսումնասիրության՝ Ծիր Կաթինի զանգվածը գնահատվում է մոտ 8.5×1011 Արեգակի զանգված (M☉), բայց սա միայն Անդրոմեդա գալակտիկայի զանգվածի կեսի չափ է։
Ծիր Կաթինի զանգվածի մեծ մասը թվում է թե մութ նյութ է, անտեսանելի նյութի ձև, որը գրավիտացիոն ուժերով փոխազդում է սովորական` տեսանելի նյութի հետ։ Մութ նյութը գրեթե հավասարաչափ է տարածված Գալակտիկայի կենտրոնից 100 կիլոպարսեկ հեռավորության վրա։ Ըստ մաթեմատիկական մոդելի՝ ենթադրվում է, որ մութ նյութի զանգվածը 1-1.5×1012 Արեգակի զանգված է (M☉): Ծիր Կաթինում գտնվող բոլոր աստղերի ընդհանուր զանգվածը գնահատվում է 4.6×1010 M☉-ի և 6.43×1010 M☉-ի տիրույթում։ Աստղերից բացի կա նաև միջաստղային գազը՝ կազմված 90% ջրածնից և 10% հելիումից։ Միջաստղային գազի զանգվածը Գալակտիկայի բոլոր աստղերի զանգվածի 10-15%-ն է։ Միջաստղային փոշին կազմում է գազի ընդհանուր զանգվածի 1%-ը։

 Պարունակությունը 
Ծիր Կաթինը պարունակում է 100-400 մլրդ աստղ և ամենաքիչը՝ այդչափ մոլորակ։ Համեմատության համար հարևան Անդրոմեդա գալակտիկան պարունակում է մեկ տրիլիոն (1012) աստղ։ Հնարավոր է Ծիր Կաթինը կարող է պարունակել 10 մլն սպիտակ թզուկ, 1 մլրդ նեյտրոնային աստղ և 100 մլն աստղային սև խոռոչNapiwotzki, R. (2009). The galactic population of white dwarfs. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 172, No. 1, p. 012004). IOP Publishing.։ Աստղերի միջև տարածությունը լցնում են գազը և փոշին, ինչը կոչվում է միջաստղային միջավայր։

Ծիր Կաթինում աստղային սկավառակը չունի կտրուկ եզրեր և եզրերում աստղերը բացակայում են։ Ծիր Կաթինի կենտրոնից հեռանալիս՝ աստղերի կուտակումը նվազում է։ Գալակտիկայի հարթությունը շրջապատված է սֆերիկ հալոյով և նրա մեջ գտնվող գնդաձև ասղակույտերով։ Ծիր Կաթինի ինտեգրալ բացարձակ աստղային մեծությունը շուրջ -20.9 է։ 
Գրավիտացիոն միկրոլինզավորումը և մոլորակների տրանզիտ դիտումները ցույց են տալիս, որ Գալակտիկայում պետք է լինի այնքան մոլորակ, որքան կա աստղ։

 Կառուցվածք 

Երկրից նայելիս Ծիր Կաթնի տեսքում առանձնանում են երկու տիրույթ։ Անհամեմատ ուռուցիկ մասը ներկայացնում է Գալակտիկայի այն կենտրոնական տիրույթը, որի շուրջ պտտվում է ողջ համակարգը։ Հակադիր ուղղությամբ երևում է Ծիր Կաթինի ամենանոսր մասը, քանի որ այդ ուղղության վրա է գտնվում Գալակտիկայի սկավառակի մեզ ամենամոտ եզրը։ Այսինքն՝ մեր դիտակետը գտնվում է Գալակտիկայում, բայց նրա կենտրոնից զգալիորեն շեղված դիրքում։ Գալակտիկայի տրամագիծը կազմում է 30 կպկ (100 000 լուսատարի)։ Պարունակում է մոտ 200 մլրդ աստղ։ Աստղերի հիմնական մասը բաշխված է Գալակտիկայի սկավառակի հարթության մեջ։ 2009 թ. տվյալներով՝ Գալակտիկայի զանգվածը 3×10¹² Արեգակի զանգված էLenta.ru: «Млечный Путь потяжелел в два раза», 06.01.2009։ Արեգակը գտնվում է կենտրոնից 10 կպկ հեռավորության վրա, որը Գալակտիկայի շառավղի 2/3-ն է։
Հետագայում ստացվել են ավելի մանրամասն փաստեր։ Պարզվել է, որ կենտրոնից հեռանալիս աստղերի շարժման միջին արագությունը նախ՝ կտրուկ աճում է, հետո՝ մի փոքր նվազում, իսկ հետո՝ որոշ տատանումներով դանդաղ աճում մինչև եզրը։ Արագությունների կախումը հեռավորությունից չէր կարող այլ կերպ լինել, քանի որ զանգվածը կուտակված չէ կենտրոնում։ Զանգվածի ոչ սֆերիկ բաշխման պատճառով յուրաքանչյուր աստղի ձգում են սկավառակում պարուրաթևերի երկայնքով բաշխված մնացած բոլոր աստղերը։
Արեգակնային համակարգն ուղեծրով շարժվում է 250 կմ/վ արագությամբ։ Գալակտիկայի կենտրոնի շուրջ մեկ պտույտը տևում է 250 մլն տարի։

 Գալակտիկայի կենտրոնը 
Արեգակը գալակտիկայի կենտրոնից գտնվում է 25000-28000 լուսատարի հեռավորության վրա։ Այս արժեքը գնահատվել է՝ օգտագործելով երկրաչափական մեթոդներ կամ չափելով ընտրված աստղագիտական օբյեկտները, որոնք ծառայում են հեռավորության չափման ստանդարտ մեթոդներ։ Ներքին մասը մի քանի կիլոպարսեկը (շուրջ 10000 լուսատարի շառավղով) հին աստղերի խիտ կոնցենտրացիա է գրեթե գնդաձև տեսքով և կոչվում է բալջ ()։

Գալակտիկայի կենտրոնը նշանավորվում է ինտենսիվ ռադիոճառագայթումով և կոչվում է Աղեղնավոր Ա (): Նյութի շարժը գալակտիկայի կենտրոնի շուրջ ցույց է տալիս, որ Աղեղնավոր Ա – ում տեղակայված է զանգվածեղ, կոմպակտ օբյեկտ։ Այս զանգվածի կենտրոնացումը ամենալավը բացատրվում է գերծանր զանգվածով սև խոռոչի առկայությամբ, որի զանգվածը գնահատվում է 4․1-4․5 × 106 Արեգակի զանգված։ Գերծանր սև խոռոչի ակրեցիայի տեմպը գնահատվում է 1 × 10−5 Արեգակի զանգված։ Դիտումները ցույց են տալիս որ նորմալ գալակտիկաների մեծ մասի կենտրոնում տեղակայված է գերծանր սև խոռոչ։
2010 թ.-ին Fermi տիեզերական գամմա դիտակով գրանցած տվյալներն օգտագործելով՝ Ծիր Կաթինի միջուկի հյուսիսային և հարավային կողմում հայտնաբերվեցին բարձր էներգիաների ճառագայթմամբ երկու հսկայական օղակներ։ Յուրաքանչյուր օղակի տրամագիծը մոտավորապես 25000 լուսատարի է։

Ավելի ուշ 2015 թ. հունվարի 5-ին ՆԱՍԱ-ն հաղորդեց Աղեղնավոր Ա-ից ռենտգենյան բռնկման մասին, որը 400 անգամ ավելի ուժեղ էր, քան սովորաբար նկատվում է։ Ոչ սովորական իրադարձությունը միգուցե պատճառվել էր աստղակերպի՝ սև խոռոչի վրա ընկնելուց կամ Աղեղնավոր Ա-ում հոսող պլազմայում մագնիսական դաշտի գծերի խճճվելուց։

 Պարուրաթևեր 
Մեր Գալակտիկան պատկանում է պարուրաձև գալակտիկաների շարքին, այսինքն թևերը դասավորված են հարթության մեջ։ Սկավառակը սահմանափակված է գնդաձև ուղեծրերով։ Սկավառակը շրջապատված է հալոյով (լուսավոր պսակ լուսատուի շուրջը)։ Սկավառակի օբյեկտները խտանում են դեպի Գալակտիկայի հարթությունը, իսկ հալոյի օբյեկտները՝ դեպի կենտրոն։ Քանի որ մեր Արեգակնային համակարգը գտնվում է հենց այստեղ, դա հնարավորություն չի տալիս մեզ ավելի ճշգրիտ ուսումնասիրելու Գալակտիկան։ Միջաստղային գազի նոր ուսումնասիրությունները վկայում են այն, որ մեր Գալակտիկայում կա երկու թև, որոնք սկսվում են Գալակտիկայի խորքերից։ Բացի դրանից, խորքերում կա ևս մի քանի թև, որոնք գնալով ճյուղավորվում են և լավ տեսանելի են դառնում թթվածնային տիրույթում։

Գալակտիկայի ձողի գրավիտացիոն ազդեցությունից դուրս միջաստղային միջավայրի և աստղերի կառուցվածքը Ծիր Կաթինի սկավառակում կազմված է չորս պարուրաձև թևերից։ Պարուրաձև թևերը պարունակում են ավելի բարձր խտությամբ միջաստղային գազ և փոշի, քան Գալակտիկան միջինում, ինչպես նաև մեծ կոնցենտրացիայով աստղաառաջացման H II տիրույթներ և մոլեկուլային ամպեր։

Ծիր Կաթինի պարուրաձև կառուցվածքն անորոշ է և ներկայումս չկա համաձայնություն դրանց բնույթի շուրջ։ Կատարյալ լոգարիթմական սպիրալային ձևը միայն նկարագրում են հատկություններն Արեգակի շրջակայքում, որովհետև գալակտիկաները հիմնականում ունեն թևեր որոնք ճյուղավորվում են, միանում են և ունեն որոշ անհամաչափություն։ Արեգակի հնարավոր իրադարձությունների հաջորդականությունը Լոկալ թևում ընդգծում է այդ կետը և ցույց է տալիս որ նման հատկանիշները հավանաբար միակը չեն և գոյություն ունեն Ծիր Կաթինում ամենուր։ Պարուրաձև թևերի թեքության անկյունների գնահատականներն ընկած են 7°-25° տիրույթում։ Ենթադրվում է, որ կան չորս պարուրաձև թևեր և բոլորը սկսվում են Ծիր Կաթինի կենտրոնական մասի մոտից։ Դրանք անվանվում են հետևյալ ձևով (պարուրաթևերի դիրքերը ցուցադրված են նկարում)։
ԳույնԹևերՓիրուզագույնԹևը մոտ 3 կպկ է, Պերսևսի թևԿապույտՆորմայի թև և Արտաքին թև (հայտնաբերվել է 2004 թ․-ին)ԿանաչՎահան-Կենտավրոսի (Scutum–Centaurus) թևԿարմիրԿարինա-Աղեղնավորի (Carina-Sagittarius) թևԱյդ թվում կա նաև 2 փոքր ուսեր:ԳազարագույնՕրիոնի թև (որը պարունակում է Արեգակնային և Արևային համակարգը)
Երկու սպիրալաձև թևեր՝ Scutum–Centaurus-ը և Carina-Sagittarius-ը ունեն շոշափման կետեր Գալակտիկայի կենտրոնի շուրջ Արեգակի պտտման ուղեծրում։ Եթե այս թևերում աստղերի խտությունը լինի գերմեծ՝ համեմատած Գալակտիկայի միջին աստղային խտության հետ, ապա դա կլիներ հայտնաբերելի շոշափման կետերի մոտակայքում աստղերը հաշվելով։ Երկու հետազոտություններ՝ մոտ ինֆրակարմիր տիրույթում, որը զգայուն է առաջին հերթին կարմիր հսկաների նկատմամբ, հայտնաբերվեց կարմիր հսկաների կանխատեսված ավելցուկը Scutum–Centaurus թևում։ Scutum–Centaurus թևը պարունակում է մոտ 30% ավելի շատ կարմիր հսկա քան կարելի էր սպասել սպիրալաձև թևի բացակայության դեպքում։ Այս դիտումները ակնարկում են, որ Ծիր Կաթինը ունի երկու գլխավոր աստղային թևեր՝ Perseus և Scutum–Centaurus թևերը։ Մյուս երկու թևերը պարունակում են գազի բայց ոչ ծեր աստղերի ավելցուկ։ 2013թ․-ի դեկտեմբերին աստղագետները հայտնաբերեցին, որ երիտասարդ աստղերի և աստղառաջացման տիրույթների բաշխվածությունը համնկնում է Ծիր Կաթինի չորս պարուրաթևով նկարագրությանը"Massive stars mark out Milky Way's 'missing' arms" , University of Leeds. December 17, 2013. Retrieved December 18, 2013.։ Այսպիսով Ծիր Կաթինը ունի երկու պարուրաթև լի ծեր աստղերով և չորս պարուրաթև աստղաառաջացման տիրույթներով և երիտասրադ աստղերով։
Near 3 kpc Arm-ը հայտնաբերվել է 1950թ․-ին H I-ի 21 սմ գծի միջոցով։ Հայտնաբերվել է, որ այն ընդարձակվում է կենտրոնական բալջից (bulge) ավելի քան 50կմ/վ արագությամբ։Այն տեղակայված է Արեգակից մոտ 5․2 կպս և Գալակտիկայի կենտրոնից 3․3 կպս հեռավորության վրա։

Մոդելավորումը հրատարակված 2011 թ.-ին ենթադրում է, որ Ծիր Կաթինն իր պարուրաձև կառուցվածքը ստացել է Թզուկ Աղեղնավոր էլիպտական գալակտիկայի հետ անընդհատ բախումների հետևանքով։

Ենթադրվել է, որ Ծիր Կաթինը պարունակում է երկու սպիրալային նմուշ․ ներքին, որը ձևավավորվել է Աղեղնավոր թևի կողմից և պտտվում է արագ և արտաքին, որը ձևավորվել է Կարինա և Պերսևս թևերի կողմից, որի պտտման արագությունը դանդաղ է։


 Ծանոթագրություններ 

Կատեգորիա:Գալակտիկաներ
Կատեգորիա:Ծիր Կաթին