Sestava, struktura in velikost naše galaksije

2024 Avtor: Miguel Ramacey | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 06:28

Mlečna pot je črtasta spiralna galaksija. Naša galaksija ima premer med 100.000 in 180.000 svetlobnih let. Znanstveniki ocenjujejo, da vsebuje 100-400 milijard zvezd. V Rimski cesti je verjetno vsaj 100 milijard planetov. Sončev sistem leži znotraj diska, 26.490 svetlobnih let od galaktičnega središča, na notranjem robu Orionovega roka, ene od spiralnih koncentracij plina in prahu. Zvezde v najglobljih 10.000 svetlobnih letih tvorijo izboklino in eno ali več palic. Galaktično središče je intenziven radijski vir, znan kot Strelec A, ki je verjetno supermasivna črna luknja s 4,100 milijoni sončne mase.

Hitrost in sevanje

Zvezde in plini na širokem razponu razdalj od orbite galaktičnega središča se premikajo s hitrostjo približno 220 kilometrov na sekundo. Konstantna hitrost vrtenja je v nasprotju z zakoni Keplerske dinamike in nakazuje, da je večinaMasa Rimske ceste ne oddaja ali absorbira elektromagnetnega sevanja. To maso so imenovali "temna snov". Obdobje vrtenja je približno 240 milijonov let na položaju Sonca. Rimska cesta se giblje s hitrostjo približno 600 km na sekundo glede na zunajgalaktične referenčne okvire. Najstarejše zvezde v Rimski cesti so stare skoraj toliko kot vesolje samo in so verjetno nastale kmalu po temnem velikem poku.

Videz

Središče Rimske ceste je vidno z Zemlje kot meglen pas bele svetlobe, širok približno 30°, ki ga upogne nočno nebo. Vse posamezne zvezde na nočnem nebu, ki so vidne s prostim očesom, so del Rimske ceste. Svetloba prihaja iz kopičenja nerazrešenih zvezd in drugega materiala, ki se nahaja v smeri galaktične ravnine. Temna območja znotraj pasu, kot sta Veliki razpok in Koalsak, so območja, kjer medzvezdni prah blokira svetlobo oddaljenih zvezd. Območje neba, ki ga skriva Rimska cesta, se imenuje cona izogibanja.

Svetlost

Mlečna cesta ima relativno nizko površinsko svetlost. Njegovo vidnost lahko močno zmanjšajo ozadje, kot je svetloba ali mesečina. Da bi bila Rimska cesta vidna, mora biti nebo temnejše kot običajno. Mora biti vidna, če je meja magnituda približno +5,1 ali več, in prikazuje več podrobnosti pri +6,1. Zaradi tega je Rimsko cesto težko videti iz močno osvetljenih mestnih ali primestnih območij, vendar je zelo vidna s podeželja, koLuna je pod obzorjem. "Novi svetovni atlas umetne svetlosti nočnega neba" razkriva, da več kot ena tretjina svetovnega prebivalstva ne vidi Rimske ceste od svojih domov zaradi onesnaženosti zraka.

Velikost galaksije Rimske ceste

Mlečna cesta je druga največja galaksija v lokalni skupini, s svojim zvezdnim diskom s premerom približno 100.000 litov (30 kpc) in povprečno debelino približno 1000 litov (0,3 kpc). Niz zvezd v obliki obroča, ovitega okoli Rimske ceste, lahko pripada sami galaksiji, ki niha nad in pod galaktično ravnino. Če je tako, bi to pomenilo premer 150.000-180.000 svetlobnih let (46-55 kpc).

masa

Ocene mase Rimske ceste se razlikujejo glede na uporabljeno metodo in podatke. Na spodnjem koncu ocenjevalnega območja je masa Rimske ceste 5,8 × 1011 sončnih mas (M☉), kar je nekoliko manj od mase galaksije Andromeda. Meritve z zelo dolgim osnovnim nizom leta 2009 so pokazale hitrosti do 254 km/s (570.000 mph) za zvezde na zunanjem robu Rimske ceste. Ker je orbitalna hitrost odvisna od skupne mase v polmeru orbite, to nakazuje, da je Rimska cesta bolj masivna, približno enaka masi Andromedine galaksije pri 7×1011 M☉ znotraj 160.000 litrov (49 kpc) od njenega središča. Leta 2010 je meritev radialne hitrosti halo zvezd pokazala, da je masa znotraj 80 kiloparsekov 7×1011 M☉. Glede na študijo, objavljeno leta 2014, je masa celotne Rimske cesteocenjeno na 8,5×1011 M☉, kar je približno polovica mase Andromedine galaksije.

temna snov

Večina Rimske ceste je temna snov, njena neznana in nevidna oblika, ki gravitacijsko sodeluje z običajno snovjo. Halo temne snovi je razmeroma enakomerno razporejen na razdalji, večji od sto kilometrov (kpc) od galaktičnega središča. Matematični modeli Rimske ceste kažejo, da je masa temne snovi 1-1,5×1012 M☉. Nedavne študije kažejo razpon mase 4,5×1012 M☉ in dimenzijo 8×1011 M☉.

medzvezdni plin

Skupna masa vseh zvezd v Rimski cesti je ocenjena na med 4,6×1010 M☉ in 6,43×1010 M☉. Poleg zvezd obstaja še medzvezdni plin, ki vsebuje 90 % vodika in 10 % helija, pri čemer je dve tretjini vodika v atomski obliki, preostala tretjina pa v obliki molekularnega vodika. Masa tega plina je enaka 10 % ali 15 % skupne mase zvezd v galaksiji. Medzvezdni prah predstavlja še 1% celotne mase.

Struktura in velikost naše galaksije

Mlečna cesta vsebuje od 200 do 400 milijard zvezd in vsaj 100 milijard planetov. Natančna številka je odvisna od števila zvezd z zelo nizko maso, ki jih je težko zaznati, zlasti na razdaljah, večjih od 300 litov od Sonca. Za primerjavo, sosednja galaksija Andromeda vsebuje približno tri bilijone zvezd in zato presega velikost naše galaksije. mlečna cestalahko vsebuje tudi morda deset milijard belih pritlikavk, milijardnih nevtronskih zvezd in sto milijonov črnih lukenj. Prostor med zvezdami zapolnjuje disk plina in prahu, imenovan medzvezdni medij. Ta disk je po polmeru vsaj primerljiv z zvezdami, medtem ko se debelina plinaste plasti giblje od sto svetlobnih let za hladnejši plin do tisoč svetlobnih let za toplejši plin.

Mlečna pot je sestavljena iz paličastega jedra, ki ga obdaja disk plina, prahu in zvezd. Porazdelitev mase v Rimski cesti je zelo podobna Hubblovemu tipu Sbc, ki predstavlja spiralne galaksije z relativno prostimi kraki. Astronomi so prvič začeli sumiti, da je Rimska cesta zaprta spiralna galaksija in ne navadna spiralna galaksija, v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Njihove sume so potrdila opazovanja vesoljskega teleskopa Spitzer leta 2005, v katerih je bila osrednja pregrada Rimske ceste večja, kot se je prej mislilo.

Predstave o velikosti naše galaksije se lahko razlikujejo. Zvezdni disk v Rimski cesti nima ostrega roba, onkraj katerega ni zvezd. Namesto tega se koncentracija zvezd zmanjšuje z oddaljenostjo od središča Rimske ceste. Iz nejasnih razlogov, zunaj polmera približno 40.000 litov od središča, število zvezd na kubični parsek pada veliko hitreje. Okoli galaktični disk je sferični galaktični halo zvezd in kroglastih kopic, ki sega naprej navzven, vendar je po velikosti omejen z orbitamidva satelita Rimske ceste - Veliki in Mali Magellanov oblak, od katerih se najbližji nahaja na razdalji približno 180.000 litov od Galaktičnega središča. Na tej razdalji ali zunaj nje bodo Magellanovi oblaki uničili orbite večine halo objektov. Zato je verjetno, da bodo takšni predmeti izvrženi iz bližine Rimske ceste.

Zvezdni sistemi in neodvisni planeti

Vprašanje o velikosti Rimske ceste je vprašanje o tem, kako velike so galaksije na splošno. Tako gravitacijsko mikrolenziranje kot opazovanja planetarnega tranzita kažejo, da je planetov, vezanih na zvezde, vsaj toliko, kot je zvezd v Rimski cesti. In meritve mikrolečevanja kažejo, da obstaja več neodvisnih planetov, ki niso vezani na zvezde gostiteljice, kot zvezde same. Glede na Meilin Way obstaja vsaj en planet na zvezdo, kar ima za posledico približno 100-400 milijard.

Da bi razumeli strukturo in velikost naše galaksije, znanstveniki pogosto izvajajo različne tovrstne analize, nenehno posodabljajo in revidirajo zastarele podatke. Na primer, druga analiza Keplerjevih podatkov januarja 2013 je pokazala, da je v Rimski cesti vsaj 17 milijard eksoplanetov velikosti Zemlje. 4. novembra 2013 so astronomi na podlagi podatkov vesoljske misije Kepler poročali, da je v mejah zvezd in rdečih pritlikavk, ki so primerne za Sonce v regiji Rimske ceste, do 40milijard planetov velikosti Zemlje, 11 milijard od teh ocenjenih planetov lahko kroži okoli zvezd, podobnih soncu. Glede na študijo iz leta 2016 bi lahko bil najbližji tak planet oddaljen 4,2 svetlobnih let. Takih planetov velikosti Zemlje je lahko več kot plinskih velikanov. Poleg eksoplanetov so odkrili tudi "eksokomete", komete zunaj sončnega sistema, ki so lahko pogosti v Rimski cesti. Velikosti zvezd in galaksij se lahko razlikujejo.