Чума́цький Шлях, також Моло́чний Шлях або Гала́ктика — спіральна галактика, у якій розташована наша Сонячна система й майже всі зорі, видимі з Землі неозброєним оком. Назва походить від світлої туманної смуги на нічному небі, утвореної численними тьмяними зорями в диску Галактики.
Більшість зір у Галактиці зосереджена в галактичному диску зі спіральними рукавами. Також Галактика має середніх розмірів балдж (потовщення в центрі) і помірно виражений бар (перемичку). З погляду морфологічної класифікації Чумацький Шлях належить до типу SBbc або SABbc. Диск Чумацького Шляху оточений галактичним гало, в якому міститься невелика частка зір і велика кількість темної матерії. У диску Галактики сконцентровано багато міжзоряного газу, тут відбувається активне зореутворення, містяться молоді розсіяні зоряні скупчення й зоряні асоціації, тоді як гало містить багато кулястих скупчень. У центрі Галактики розташована надмасивна чорна діра.
Радіус зоряного диска Чумацького Шляху становить близько 16 кілопарсек. Повна маса Галактики з урахуванням темної матерії оцінюється в 1—2 . У Чумацькому Шляху міститься від 100 до 400 мільярдів зір, а його світність становить 2 . Порівняно з іншими спіральними галактиками Чумацький Шлях має досить велику масу й високу світність. Сонячна система розташована на відстані 8 кілопарсеків від центру Галактики і рухається навколо нього зі швидкістю 220 км/с.
Чумацький Шлях розташований у Місцевій групі галактик. Він другий у групі за розміром і за кількістю зір після галактики Андромеди, але маси двох галактик порівнянні. Чумацький Шлях має понад 20 галактик-супутників, з яких найбільші — Велика й Мала Магелланові Хмари. За 4 млрд років відбудеться зіткнення й злиття Чумацького Шляху й галактики Андромеди, внаслідок чого утвориться еліптична галактика.
Чумацький Шлях здавна мав культурне й релігійне значення у різних народів світу. Українська назва «Чумацький Шлях» пов'язує його з дорогою чумаків по сіль з центральної України до Криму. Назва «Молочний Шлях» походить з греко-римської міфології. За однією з легенд, це молоко, що розбризкалося з грудей богині Гери, які спробував посмоктати немовля Геракл. Саме слово «Галактика» також пов'язане з цим міфом і походить від , що в перекладі означає «молочне коло». Слово «Галактика» з великої літери означає Чумацький Шлях, а «галактика» з малої літери — будь-яку велику зоряну систему.
Назва
Назва Молочний Шлях походить з греко-римської міфології. За однією з легенд, Зевс (або Гермес за наказом Зевса) підніс Геракла, позашлюбного сина Зевса і смертної жінки, до грудей сплячої Гери, щоб дитина випила її божественне молоко і стала безсмертною. Гера прокинулась і відштовхнула немовля, а молоко з її грудей бризнуло на небо, утворивши Молочний Шлях. В іншій версії легенди Афіна принесла Гері покинутого в лісі Геракла, і Гера згодилася погодувати його груддю, але Геракл так сильно вкусив її за грудь, що вона мусила відірвати його, розливши молоко. Слово Галактика має те ж саме походження — воно утворене від (молочне коло). В українській мові також поширена назва Чумацький Шлях, яка асоціюється з сіллю, розсипаною з чумацьких возів, або з можливим використанням смуги Чумацького Шляху чумаками для знаходження правильного напрямку під час своїх подорожей по сіль до Криму. В україномовній астрономічній літературі використовуються майже виключно ці три назви — Чумацький Шлях, Галактика і Молочний Шлях. Однак у народі зустрічаються й інші назви: Богів ШляхБогів Шлях або Чумацька Дорога // або Божа ДорогаЕнциклопедія Коломийщини, зшиток 2, літера Б, Зоряна Дорога, Солом'яна Дорога, Пташина Дорога, Дорога у Вирій (тобто шлях, яким птахи відлітають на південь), Єрусалимський Шлях (напрямок паломництва у Святу землю).
Інші народи мають для Чумацького Шляху інші назви й інші легенди. Китайці, корейці, в'єтнамці та японці називають його Срібною Рікою або Небесною Рікою. За китайською легендою, ця ріка була створена повелителем небес, щоб розділити його дочку ткачиху (зоря Вега) і її нареченого пастуха (зоря Альтаїр), бо закохана Чжинюй занедбала свій обов'язок — ткати хмари. Індійці вважали Чумацький Шлях животом небесного дельфіна й називали його Небесним Гангом. Угорці називали Чумацький Шлях Дорогою Воїнів () і вірили, що цією дорогою спуститься предок угорців зі своєю армією, якщо секеям загрожуватиме небезпека. Зорі були іскрами з-під їхніх копит. У вірмен це Дорога Соломокрада. Араби, ймовірно, запозичили свою назву Солом'яна Дорога у вірмен, а далі передали її іранцям, пакистанцям і туркам.
Історія дослідження Галактики Чумацький Шлях відомий з давніх-давен. 1610 року Галілео Галілей виявив, що дифузне світло смуги Чумацького Шляху створюється великою кількістю тьмяних зір. У 1784—1785 роках Фрідріх Вільгельм Гершель зробив першу спробу визначити розмір та форму Галактики і зробив висновок, що Чумацький Шлях має форму сплюснутого диска, проте сильно недооцінив його діаметр. 1917 року Гарлоу Шеплі вперше показав, що Сонце розташоване далеко від центру Галактики, а в 1924—1925 роках Едвін Габбл довів, що Всесвіт не обмежується Галактикою. Важливу роль у вивченні Галактики зіграв космічний телескоп Hipparcos, запущений 1989 року, за допомогою якого були виміряні координати, власні рухи й відстані до великої кількості зір. У 2013—2025 роках це завдання виконував космічний телескоп Gaia.
До XX століття
Чумацький Шлях був добре відомий ще стародавнім цивілізаціям. Клавдій Птолемей, який жив у I—II століттях, склав його докладний опис, але тільки 1610 року Галілео Галілей уперше дійшов правильного висновку, що Галактика складається з зір. Спостерігаючи смугу Чумацького Шляху у свій телескоп, він виявив, що її дифузне світло утворює велика кількість слабких зір.
Через півтора століття після Галілея, в 1784—1785 роках, Вільям Гершель зробив першу спробу визначити розмір і форму Чумацького Шляху. Він виміряв кількість зір у різних напрямках по всьому небу та зробив висновок, що Галактика має форму сплюснутого диска. Гершель також спробував оцінити розміри Галактики: він був змушений оцінювати їх в одиницях середньої відстані між зорями, яка в його час не була відома — він зробив висновок, що діаметр Чумацького Шляху складає 800 середніх відстаней між зорями, а товщина — 150. Це відповідає діаметру приблизно 1800 парсеків і товщині 340 парсеків — оцінка товщини з того часу змінилася мало, а ось оцінка діаметра через міжзоряне поглинання світла виявилася сильно заниженою. Крім того, Гершель зробив неправильний висновок, що Сонце знаходиться поблизу центру Галактики.
Ще одну спробу оцінити розміри Галактики практично тим самим способом зробив Василь Струве 1847 року. До того часу вже були визначені відстані до деяких зір, зокрема, в 1838 році Фрідріх Бессель виміряв паралакс зорі 61 Лебедя і визначив, що відстань до неї становить 3,3 парсека. Струве оцінив, що розмір Галактики складає не менш ніж 4 кілопарсеки, а також припустив існування міжзоряного поглинання. Крім того, він зауважив, що концентрація зір зменшується при віддаленні від площини Галактики.
XX століття На початку XX століття продовжувалися спроби визначити розмір Чумацького Шляху. Зокрема, Гуґо Зелігер і Якобус Каптейн проводили спостереження з використанням фотопластинок і неодноразово робили оцінки розміру Галактики. Останні оцінки Зелігера 1920 року і Каптейна 1922 року склали відповідно 14,4 × 3,3 і 16 × 3 кілопарсеки. Обидві моделі, як і модель Гершеля, помилково припускали, що Сонце розташоване поблизу центру. Астрономи тоді вже розуміли, що міжзоряне поглинання впливає на результати спостережень, але не могли точно його виміряти.
1917 року Гарлоу Шеплі виміряв розміри Чумацького Шляху іншим способом — за розподілом кулястих зоряних скупчень, відстань до яких він визначав за допомогою цефеїд. У результаті Шеплі дійшов висновку, що розмір Галактики становить 100 кілопарсеків, а відстань від Сонця до її центру — 13 кілопарсеків. Хоча обидва ці значення виявилися завищеними, Шеплі вперше показав, що Сонце знаходиться далеко від центру Галактики.
При цьому Шеплі, як і багато інших тогочасних астрономів, уважав, що Всесвіт обмежується Чумацьким Шляхом, який включає всі видимі астрономічні об'єкти. 1920 року відбулася Велика суперечка — дискусія між Шеплі і Гебером Кертісом, присвячена розмірам Галактики, положенню Сонця в ній і природі спіральних туманностей. Зокрема, Кертіс не довіряв оцінкам відстаней, отриманим Шеплі. У моделі Кертіса Галактика мала набагато менші розміри, Сонце знаходилося поблизу її центру, а деякі об'єкти, такі як туманність Андромеди, були позагалактичними. Насправді і Шеплі, і Кертіс частково мали рацію.
У 1924—1925 роках Едвін Габбл довів, що Всесвіт не обмежений Галактикою. За спостереженнями цефеїд у кількох «туманностях» Габбл визначив відстані до них, які виявилися набагато більшими, ніж розмір Чумацького Шляху навіть у завищеній оцінці Шеплі. Таким чином доведено, що ці туманності розташовані за межами Галактики і насправді є окремими зоряними системами — іншими галактиками.
1925 року Бертіл Ліндблад зауважив, що зорі з великими швидкостями відносно Сонця характеризуються асиметричним розподілом швидкостей. Те саме він помітив і для кулястих скупчень. Ліндблад пояснив це тим, що Сонце й більшість його зір знаходяться в плоскому диску, який обертається навколо центру Галактики, а кулясті скупчення і невелика частина зір утворюють підсистему сферичної форми, яка практично не обертається, через що її елементи мають великі швидкості відносно Сонця, направлені в один бік. У 1927—1928 роках Ліндблад і Ян Оорт довели, що Галактика обертається навколо центру, який збігається з центром системи кулястих скупчень, виявленим Шеплі, і помітили, що обертання не твердотільне, а диференціальне.
1944 року Вальтер Бааде виявив відмінності між зорями диска Галактики і сфероїдальної підсистеми. Він розділив зорі за розподілом і динамікою на населення I та населення II. У 1940-х роках у Чумацькому Шляху вже виділяли диск, балдж і гало. У 1950-х роках виявлено, що зоряне населення також вирізняється хімічним складом. 1953 року виявлено ділянки спіральних рукавів Галактики в околицях Сонця, а наступного року — спіральну структуру всієї Галактики. Наприкінці 1950-х років виявлено джерело радіовипромінювання Стрілець A, розташоване в центрі Галактики. Бар у Чумацькому Шляху вперше виявлено в 1991 році.
Важливу роль у вивченні структури Галактики відіграв космічний телескоп Hipparcos, запущений 1989 року. Він виміряв положення, власні рухи й відстані до великої кількості зір. Для 120 тисяч зір власні рухи й відстані були виміряні з точністю понад 10 %, а для 2,5 мільйонів — з меншою точністю. Ці результати значно перевершили всі попередні і, зокрема, дозволили уточнити інформацію про околиці Сонця.
XXI століття
На вивчення Чумацького Шляху також вплинули дані, отримані в різних великих оглядах неба. Наприклад, завдяки інфрачервоному огляду всього неба 2MASS, виконаному в 2000-х роках, з'явилася можливість детально вивчити центральні області Галактики, на спостереження яких впливає міжзоряне поглинання. Зокрема, за даними 2MASS підтверджено наявність бара й відкрито вторинний бар меншого розміру. За допомогою Слоанівського цифрового огляду неба уточнено різні структурні параметри Галактики й відкрито нові зоряні потоки в гало.
Крім того, різні спектроскопічні спостереження дозволили детально вивчити хімічну еволюцію Галактики, а завдяки спостереженням у міліметровому й субміліметровому діапазонах відкрито різні молекули в міжзоряному середовищі. Розвиток обчислювальної техніки дозволив моделювати процеси формування й еволюції галактик.
Космічний телескоп Gaia, запущений 2013 року, став наступником телескопа «Гіппаркос». Gaia вимірює положення і власні рухи зір Галактики з точністю у 200 разів вищою, ніж у попередника, може спостерігати набагато тьмяніші об'єкти і має на меті виміряти відстані до понад мільярда зір.