• Gaaxies

Ako veľká je Mliečna dráha?

• 2024

Žijeme vo vnútri galaxie Mliečna dráha, a to je problém.

Pre vedcov, ktorí chcú pochopiť, ako veľká je naša galaxia. Na to je ťažké odpovedať! Pretože sme napríklad v jeho vnútri, veľa z toho je zablokovaného z pohľadu nepriehľadnými oblakami prachu. Tiež môže byť ťažké porozumieť rozsahu a tvaru predmetu, v ktorom sa nachádzate. Ak ste v miestnosti v dome, ako môžete zistiť, aký veľký je dom?

týždeň ho ignoruj

Našťastie príroda poskytuje stopy. Na oblohe vidíme rozmazaný pás svetla, a nazvite to Mliečna dráha - je to vlastne kombinované svetlo miliárd vzdialených hviezd. Je to hrubá čiara a to nám hovorí, že veľká časť galaxie je plochá: Nachádzame sa v hrubom disku hviezd, takže ju vidíme premietanú ako prúd svetla po oblohe.

V strede môžeme vidieť aj vydutie hviezd, ktoré je skutočné. Špirálové ramená na disku sú ťažšie detegovateľné, ale rádiové pozorovania ich ukazujú jasne a umožňujú nám zmapovať tvar a štruktúru galaxie na druhú stranu. Pri pohľade na hviezdy, ktoré predvídateľným spôsobom menia jas, môžeme zmerať tvar a rozsah disku, zistíme, že je zdeformovaný (ako okraj fedory) a má obrovských 120 000 svetelných rokov - 120 quadrillion kilometrov!

Osnova Mliečnej dráhy je zrejmá, keď sú polohy hviezd Cepheid mapované proti mape galaxie videnej bokom. Tiež je zrejmé rozšírenie (zhrubnutie disku so vzdialenosťou od stredu). Kredit: J. Skowron / OGLE / Astronomické observatórium, Varšavská univerzita

Tiež vieme, že galaxie ako tá naša sú obklopené obrovským halo hviezd a temnej hmoty. Ten posledný sa skladá z toho, čo nevieme-čo-vieme , pravdepodobne exotická forma subatomárnych častíc, ktorá má vplyv na galaxiu prostredníctvom gravitácie. Hromadne ďaleko prevyšuje to, čo nazývame „normálnou“ hmotou (ak sa však nad tým zamyslíte, ak je v nej viac temnej hmoty, potom by to malo byť to, čo nazývame normálnym), pravdepodobne päťkrát alebo viac.

Ale aké veľké je toto haló? Je to zďaleka najväčšia štruktúra v našej galaxii a pravdepodobne definuje, ako veľká je Mliečna dráha v skutočnosti, ale je mimoriadne slabá alebo neviditeľná pre naše oči, takže získať jej veľkosť je ťažké.

Štruktúra Mliečnej dráhy: Zploštený disk so špirálovitými ramenami (pri pohľade tvárou vľavo a bokom vpravo) so stredovou vydutinou, svätožiarou a viac ako 150 guľovitými klastrami. Je naznačené umiestnenie Slnka zhruba v polovici jeho vzdialenosti. Kredit: Vľavo: NASA/JPL-Caltech; vpravo: ESA; rozloženie: ESA/ATG medialab

Tím astronómov sa nedávno zaoberal týmto problémom . Použili počítačové modely toho, ako sa galaxie formujú a vyvíjajú, aby zistili, či svätožiara galaxie, ako je Mliečna dráha, má svoj prirodzený okraj, niečo, do čoho môžete zasadiť znamenie a povedať „Tu sa galaxia končí“. Nie je to také jednoduché - svätožiary majú tendenciu postupne miznúť, namiesto toho, aby sa zastavili -, ale pomocou týchto modelov a pozorovaní menších galaxií okolo nás zistia, že svätožiara Mliečnej dráhy sa od centra rozprestiera na 950 000 svetelných rokov, čo znamená naša galaxia je dvakrát väčšia: 1,9 milióna svetelných rokov.

Poznámka však; neistota je asi ± 200 000 svetelných rokov. Nie je to presné. Ale potom, ako som povedal vyššie, v skutočnosti nemerajú hranu.

spider-man do recenzie spider-verse

Tiež spôsob, akým sa to robilo, bol zaujímavý. V počiatkoch vesmíru sa galaxie tvorili z oblakov plynu a temnej hmoty. Väčšinou boli všetky tieto veci rozprestreté, ale existovali miestne miesta s vyššou hustotou, takže materiál tam (doslova) gravitoval. Akonáhle sa vytvorí jadro materiálu, veci z ďaleka von zapadnú, a potom veci ďalej von a tak ďalej. Je to proces naruby.

Svätožiara by sa tvorila z materiálu dosť ďaleko. Spadlo by to k rodiacej sa galaxii a veľa z toho by sa opäť pohlo von. To vytvára dva druhy okrajov haluziny. Jeden sa nazýva hrana „splashback“, kde by veci padali zo svätožiary a potom zase vychádzali; kde spomaľuje až zastavuje, definuje tento región. Hmota sa tam hromadí, pretože sa pohybuje pomaly, a tak tesne mimo nej dosiahnete veľký pokles hustoty.

Ďalší okraj je bližšie k stredu a nazýva sa „2. žieravina“. Tu materiál niekoľkokrát padol po galaxii a trochu sa usadil (ako to nazýva astronóm „virializovaný“ materiál ). Vedci v tejto novej práci použili ten druhý na zistenie veľkosti Mliečnej dráhy, pretože ten vonkajší má tendenciu sa prekrývať s halomi z iných galaxií (ako Andromeda, ktorá je vzdialená 2,5 milióna svetelných rokov) a tiež preto, že zistili, že táto vzdialenosť funguje ako pri modelovaní temnej hmoty, tak aj hviezd.

Tiež sa pozreli na správanie trpasličích galaxií v našej Miestnej skupine galaxií a zistili, že tie, ktoré sú bližšie k Mliečnej ceste ako táto 2. kaustika, majú tendenciu pohybovať sa priestorom inou rýchlosťou ako tie vzdialenejšie. Komentujú, že to môže byť náhoda, ale môže to byť aj fyzický vzťah, ktorý majú s Mliečnou dráhou gravitačne. Ak áno, je to viac dôkazov, že je to dobrá voľba pre limit.

Tak tu to máte. Žijeme na planéte obiehajúcej okolo hviezdy asi 40% cesty od stredu k okraju disku v špirálovej galaxii s oveľa väčším halo, ktoré pokrýva takmer dva milióny svetelných rokov. Nie je to najväčšia galaxia, akú poznáme, ale ani jedna, z ktorej by sa dalo kýchnuť.