1. Молочний Шлях. Будова Галактики. Зоряні скупчення та асоціації. Туманності. Місце Сонячної системи в Галактиці

Молочний Шлях. Будова Галактики. Зоряні скупчення та асоціації. Туманності. За межами Сонячної системи, на відстані більш ніж 100 000 а. о., починається зона тяжіння інших зір. Неозброєним оком на небі можна побачити близько 6000 зір, які утворюють на небі 88 сузір’їв. Насправді зір набагато більше, але від далеких світил надходить так мало світла, що їх можна спостерігати тільки в телескоп. Великі скупчення зір, що утримуються силою тяжіння, називають галактиками.

Рис. 1.1. Молочний, або Чумацький Шлях, до якого входить наша Сонячна система. На нічному небі ми бачимо його як сріблясту смугу

У Всесвіті перебувають мільярди галактик, серед яких є і наша Галактика, яку називають Молочний, або Чумацький Шлях, до якої входить наша Сонячна система. На нічному небі ми бачимо її як сріблясту смугу (рис. 1.1). Наша Галактика — це величезна система, у якій обертаються навколо центра (рис. 1.2) мільярди зір. Гарячі зорі розміщені у вигляді диска зі спіральними рукавами. Галактики розташовані в скупченнях і формують комірчасту структуру Всесвіту. Найбільш віддалені космічні об’єкти, які ще можна побачити у сучасні телескопи, — квазари. Вони розташовані від нас на відстані 10 млрд св. років.

Рис. 1.2. Центр Чумацького Шляху. Знімок з телескопа «Спітцер»

Дуже важко визначити вік, коли сформувався Чумацький Шлях, але наразі вік найдавніших зір у Галактиці оцінюється у 13,6 млрд років, що приблизно дорівнює віку Всесвіту. За сучасними уявленнями, Чумацький Шлях утворився внаслідок зіткнення і злиття невеликих галактик. Свідченням цього є перші зорі з дуже низькою металічністю, що утворилися на найранішому етапі існування Всесвіту. Такі зорі вчені знаходять у галактичному гало — «околиці» Чумацького Шляху, що тягнеться за межі його видимої частини.

Галактика — велетенська зоряна система, яка складається приблизно із 200 млрд зір, до яких належить і Сонце

Молочний Шлях (або наша Галактика чи просто Галактика з великої літери) — галактика, у якій розташована Сонячна система і всі окремі зорі, видимі неозброєним оком. У народі її ще називають Чумацьким Шляхом

За допомогою комп’ютерного моделювання фахівці з Гарвард-Смітсонівського астрофізичного центру дійшли висновку, що наша Галактика та галактика Андромеди (рис. 1.3), які наближаються одна до одної зі швидкістю близько 500 тис. км/год, врешті-решт об’єднаються. Це станеться приблизно за 2 млрд років.

Рис. 1.3. Комп’ютерна модель зближення Чумацького Шляху та галактики Андромеди

Зорі в Галактиці утворюють певні системи, які тривалий час існують у спільному гравітаційному полі. Більшість зір рухається у подвійних та кратних системах, у яких компоненти обертаються навколо спільного центра мас подібно до обертання планет Сонячної системи. Найчисленніші системи об’єднання зір налічують сотні тисяч об’єктів — це зоряні скупчення та асоціації. Кулясті зоряні скупчення складаються з мільйонів зір. Розсіяні зоряні скупчення мають кілька тисяч об’єктів. Найяскравіші з них — Плеяди (Стожари) та Гіади — видно неозброєним оком у сузір’ї Тільця. У зоряні асоціації входять відносно молоді зорі, які мають спільне походження.

Параметри нашої Галактики

Галактику часто зображують як зоряну систему у вигляді велетенського млинця, у якому зорі рухаються в одній площині. Насправді Галактика має сферичну форму з діаметром майже 300 000 св. років, але більшість зір великої світності розміщуються приблизно в одній площині, тому їх видно на небі як туманну світлу смугу, яку в Україні називають Чумацьким Шляхом.

Назва «Галактика» прийшла з Давньої Греції і в перекладі означає Молочний Шлях. Зверніть увагу, що всі яскраві зорі (сузір’я Оріон, Лебідь, Ліра, Орел) розташовані у смузі Молочного Шляху. У цій площині розташована значна частина газопилових туманностей, з яких утворюються нові покоління зір і планет.

Усі ці об’єкти формують так звану плоску складову Галактики, до якої входить і Сонячна система (рис. 1.4). Старі зорі малої світності, які входять у кулясті скупчення, належать до сферичної складової Галактики. За хімічним складом зорі кулястих скупчень містять у сотні разів менше важких хімічних елементів, ніж Сонце, адже це зорі першого покоління, які сформувалися разом з утворенням Галактики ще 10-15 млрд років тому. Зародження молодих зір і планетних систем зараз відбувається тільки у площині Галактики, де газопилові туманності утворюються після спалаху Нових та Наднових зір.

Рис. 1.4. Газопилова туманність Трифід у сузір’ї Стрільця

Туманності. Деякі туманності світяться, тому що їх висвітлюють сусідні зорі; інші залишаються хмарами темного газу. Оскільки міжзоряний пил поглинає світло, учені можуть визначити місце розташування такої туманності, яка затуляє більш далекі зорі. Після спалаху зорі всі планети, які оберталися навколо неї, випаровуються й перетворюються на газову туманність, з якої в майбутньому може утворитися нове покоління зір. Тобто у Всесвіті спостерігається своєрідний кругообіг речовини: зорі — спалах зір — туманність — народження нових зір.

Туманності — протяжні згущення газу й міжзоряного пилу в Галактиці, які виявляють себе поглинанням (темні туманності) або випромінюванням (світлі дифузні, емісійні туманності). Темні й світлі туманності відрізняються лише виглядом, методами їх виявлення і спостережень, особливістю випромінювання

Деякі газові туманності, що оточують зорі, називаються планетарними. Вони світяться завдяки енергії випромінювання центральної зорі — ядра панетарної туманності. Нині виявлено понад 1500 галактичних планетарних туманностей, їх знайдено і в найближчих галактиках, наприклад у Маґелланових хмарах.

Деякі туманності, за якими легко спостерігати

Сузір’я

Назва

Вид

Півкуля

§ 52. Природні зони Землі

Широтна зональність. Ще в глибоку давнину люди помітили, що природні умови на Землі закономірно змінюються з географічною широтою. У напрямку від полюсів до екватора на суходолі послідовно розміщуються різні природні зони: арктичні пустелі, тундра, лісотундра, хвойні ліси (тайга), змішані ліси, широколистяні ліси, лісостеп, степ, напівпустелі, пустелі, савани, сезонно-вологі ліси, екваторіальні ліси.

Природна зона — один із великих природних комплексів Землі, основним чинником формування якого є клімат (співвідношення тепла й вологи), що закономірно змінюється від екватора до полюсів і від океанів у глиб континентів.

Головні причини широтної зональності — зміна співвідношення тепла та вологи від екватора до полюсів і від океанів у глиб континентів.

Широтна зональність проявляється й у Світовому океані.

Зміна природних зон. Найпівнічніша природна зона розміщена в умовах надзвичайно сурового клімату. Це — арктична пустеля (мал. 136). У Південній півкулі ця природна зона називається антарктичною пустелею. У таких кліматичних умовах майже неможливе існування рослин і формування ґрунтів. Як не дивно, у цій пустелі є тварини, але їх небагато. Усі вони хижаки, їх життя пов’язане з морем. Море охолоджується повільніше від суходолу, тому в цьому холодному краї воно є єдиним джерелом тепла. Тут живуть морські птахи, тюлені, моржі й білі ведмеді.

Південніше арктичних пустель знаходиться зона тундри (мал. 137). Зима тут дуже холодна, а літо достатньо тепле, щоб могли жити рослини. Це невисокі трав’янисті рослини, які впродовж зими здатні зберігатися під шаром снігу. Великі стада північних оленів постійно кочують по тундрі в пошуках пасовищ. Ці стада супроводжують хижаки — полярні вовки. Є тут і травоїдні тварини та гризуни. На них полюють дрібні полярні лисички — песці.

Мал. 136. Арктична пустеля

Мал. 137. Зона тундри

Далі на південь клімат стає більш теплим. В умовах такого клімату вже ростуть дерева. Це початок лісової зони (мал. 138). Ліси бувають листяними та хвойними. У лісах достатньо їжі для травоїдних тварин, тому їх дуже багато. Частина з них живе на деревах (куниці, соболі). Водяться тут зайці, кабани, олені, на деревах — білки, велика кількість птахів. Наземні хижаки лісів: лиси, вовки, ведмеді.

Південніше лісової зони стає ще тепліше, але сухіше. Вологи вже недостатньо для росту дерев. Тут переважають трави. Це — степова зона (мал. 139).

Тварин тут значно менше, ніж у лісах. Вони в основному невеликі за величиною. Це польові миші, бабаки, ховрахи. Більшу частину доби тварини проводять у норах, на поверхню виходять тільки поживитися, а тут на них чекають хижаки: маленька степова лисиця — корсак і багато хижих птахів. Трапляються в степах і великі тварини.

У степах сформувалися найродючіші ґрунти планети. Тому майже всі степи розорані. Справжні дикі степи збереглися тільки в заповідниках.

На південь від степів вологи стає ще менше. У результаті степи змінюються пустелями (мал. 140). Рослинний і тваринний світ зони пустель дуже своєрідний. Рослини не мають листя, з поверхні якого могла б випаровуватися волога. У них є довге міцне коріння, що досягає глибокорозміщених підземних вод. Деякі рослини, наприклад кактуси, здатні накопичувати воду в рослинних тканинах. Тут живуть ящірки, змії, комахи. Вони не потребують великої кількості води. Є також великі витривалі тварини, які здатні долати значні відстані в пошуках їжі й води (антилопи, верблюди).

Мал. 138. Лісова зона

Мал. 139. Степова зона

Мал. 140. Пустеля

Ближче до екватора клімат дуже жаркий, але кількість опадів помітно зростає. Це зона тропічних степів — савана (мал. 141). Тут живе надзвичайно багато різноманітних тварин. Зебри, антилопи, слони, жирафи утворюють великі стада й постійно кочують у пошуках їжі та води. Водяться тут і леви, леопарди, гієни, антилопи. У савані живе найшвидший хижак планети — гепард, який здатний розвивати швидкість до 100 км/год.

У районі екватора дуже жарко й волого. Це — зона вологих екваторіальних лісів (мал. 142). Тут ростуть найбільші дерева, переплетені ліанами. Майже всі тварини живуть на деревах. Це мавпи й різноманітні птахи. Хижаки — великі змії, різні види диких кішок (леопарди, ягуари). Екваторіальні ліси — найбагатша життям природна зона. Більше 3/4 усіх видів тварин і рослин планети мешкає’ в цих лісах.

Висотна поясність. Природні зони спостерігаються не тільки на рівнинах. У горах співвідношення тепла й вологи змінюється з висотою: чим вище підніматися в гори, тим нижча температура й більше опадів. Зміна висотних поясів від підніжжя до вершини гір відбувається так само, як природних зон на рівнинах у напрямку від екватора до полюсів.

Нижній пояс завжди відповідає тій зоні, у якій знаходиться даний гірський масив. З висотою зміни температури відбуваються швидше, ніж на рівнинах; змінюється також освітлення, тиск, кількість опадів, вологість повітря, сила вітру. Висотні пояси займають меншу площу, ніж природні зони. Найвиразніше висотна поясність виявляється в горах неподалік від екватора. Так, на широті екватора на значній висоті можна спостерігати рослинність, подібну до рослинності в зоні тундри.

Мал. 141. Зона тропічних степів — савана

Мал. 142. Зона вологих екваторіальних лісів

Вплив людини на географічну оболонку. Унаслідок господарської діяльності людини природний стан географічної оболонки значно змінився й спотворився. На планеті майже не залишилося природних комплексів, не змінених діяльністю людини. Непродумане використання дарів природи призводить до порушення рівноваги в природних комплексах, знищення рослин і тварин, водойм, руйнування ґрунтового покриву, забруднення атмосфери. Лише при дбайливому ставленні до дарів нашої планети можна зберегти красу та багатство природи для наступних поколінь.

Для правильного використання природних багатств потрібні ґрунтовні знання про взаємозв’язки природних комплексів, глибоке розуміння їх єдності та взаємовпливів.

Практична робота 8 (на місцевості)

Ознайомлення з одним із природних комплексів (ландшафтів) вашої місцевості (яр, річка, ліс, парк тощо), виявлення взаємозв’язків між його компонентами

Здійсніть разом з учителем екскурсію на природу.

Уважно огляньте й опишіть основні елементи рельєфу, охарактеризуйте особливості клімату, тип водойм, склад та умови існування рослинності й тваринного світу.

Поясніть, як кожен із компонентів впливає один на одного (рельєф — на характер водойм, водойми — на формування рельєфу), який характер живлення водойм, які особливості ґрунтового покриву, як ці елементи використовуються живими організмами.

ПОВТОРИМО ГОЛОВНЕ

• Природна зона — один із великих природних комплексів Землі, основним чинником формування якого є клімат (співвідношення тепла й вологи), що закономірно змінюється від екватора до полюсів і від океанів у глиб континентів.
• Головна причина широтної зональності — зміна співвідношення тепла й вологи від екватора до полюсів.
• У гірських районах температура й волога, а отже, і рослинність змінюються не в широтному, а у висотному напрямку. Таку зміну називають висотною поясністю.
• Широтна зональність проявляється і у Світовому океані.
• Основними природними зонами, які змінюються від полюсів до екватора, є: арктична (антарктична) пустеля, тундра, лісова зона, степи, пустеля, савани й вологі екваторіальні ліси.

Ключові терміни і поняття

Природна зона, широтна зональність, висотна поясність.

Запитання та завдання

• 1. Що таке природна зона? За якими ознаками виокремлюють природні зони?
• 2. Назвіть природні зони від екватора до полюсів.
• 3. Що таке висотна поясність?
• 4. Що таке зональність?
• 5. Для чого потрібні знання про взаємозв’язки природних комплексів?
• 6. Покажіть на прикладі природних зон взаємозв’язки природних компонентів.
• 7. У якій природній зоні розміщений ваш населений пункт?

Розгляньте в атласі карту природних зон. Яка природна зона на материку Євразія займає найбільшу площу? Назвіть природні зони України.

Поясніть, у чому подібність і відмінність між вологими екваторіальними та змішаними лісами.

СКАРБНИЧКА ДОСЛІДНИКА

Людину, яка мандрує пустелею, іноді переслідують фантастичні видіння. На горизонті вмить виникають озера з відображеними в них деревами. Ці озера ваблять до себе, але чомусь віддаляються в міру наближення до них. Це — міражі. Вони виникають над землею завдяки розпеченому шару повітря, у товщі якого з’являються уявні зображення.

Степи є і в Північній, і в Південній Америці. Північноамериканські степи називаються преріями, а південноамериканські — пампасами. У рослинному покриві цих степів переважають трави, висота яких може сягати півтора метра й навіть більше.