gov-civil-vilareal.ptKde sa nachádza Slnko v Mliečnej ceste?
>Príde mi email. Väčšinou sú to ľudia, ktorí položia jednu alebo dve otázky a ktoré sú schopné služby Google (nápoveda), a niekedy je to otázka, ktorú musím trochu prekopať, aby som na ňu odpovedal. Mám ich rád, pretože to znamená, že sa musím niečo naučiť.
V tomto prípade, zlý čitateľ Joshua Brown, išlo o umiestnenie Slnka v galaxii. Nie ako ďaleko sme od centra, ktoré teraz celkom dobre poznáme (asi 26 700 svetelných rokov), ale ako ďaleko sme od stredná rovina galaxie. Náš Mliečna dráha je plochý disk s priemerom 100 000 svetelných rokov, ale je tiež hrubý asi 2 000 svetelných rokov. Skutočnú hrúbku je ťažké definovať, pretože hviezdy akosi miznú, keď idete z disku hore (alebo dole), ako keď zemská atmosféra redne, keď zvyšujete nadmorskú výšku. To, aká je hrubá, tiež závisí od toho, čo meriate!
Infračervený obraz galaxie z celej oblohy premapovaný tak, že plochý disk galaxie prebieha priamo stredom a stred je galaktickým centrom. Nachádzame sa vo vnútri galaxie, takže tento obrázok je ako pohľad späť do stredu galaxie, pričom disk sa rozprestiera za nami. Galaktický sever je hore a stredná rovina sa prerezáva presne v polovici disku. Kredit: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF
čo je hodnotená dračia guľa z
V galaxii sú v skutočnosti dva disky: a hrubý disk a a tenký disk , s tenkým diskom priamo v strede hrubého. Predstavte si, že galaxia je dvojvrstvový koláč s polevou medzi vrstvami. Poleva je tenký kotúč a koláčová špongia je hrubá. Ak sú dve vrstvy špongie presne rovnakej výšky, galaktická stredná rovina by sa horizontálne prerezala stredom polevy medzi nimi. Aby ste získali pocit mierky, ak je koláč vysoký 10 cm (hrúbka hrubého kotúča zhora nadol), potom v prípade mierky s Mliečnou dráhou by samotný koláč bol kruh s priemerom 5 metrov! Je to veľmi široký a plochý koláč. Poleva v strede predstavujúca tenký kotúč by mala hrúbku asi 4 cm, čo je hrubá vrstva polevy!).
V tomto meradle by bolo Slnko tiež 1,3 metra od stredu, zhruba v polovici stredu od okraja.
Ale kde to je vertikálne v koláči? Priamo v strede tej vrstvy polevy alebo trochu hore alebo dole?
Najaktuálnejšia mapa Mliečnej dráhy je zobrazená na obrázku umelca. Slnko je priamo pod galaktickým centrom, v blízkosti Orion Spur. Ramená Scutum-Centaurus sa pohybujú vpravo a hore a idú za stredom na vzdialenú stranu. Pozorovaný masér je takmer priamo oproti Slnku od stredu v ramene S-C, vzdialenom 65 000 svetelných rokov. Kredit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)
Toto číslo bolo ťažké určiť. V roku 2016 sa však pár astronómov pokúsilo zistiť orientáciu galaxie vo vesmíre. Ak je to plochý disk, potom os tohto disku ukazuje na určité miesto na oblohe. Ich cieľom bolo nájsť to miesto , ale ako vedľajší produkt dostali aj meranie posunu Slnka od strednej roviny. Výsledkom je, že sme asi 55 svetelných rokov severne od tejto roviny (kde je severný smer galaktický sever , ktorý je v súhvezdí kómy Berenice). Ich odhad má však veľkú neistotu asi 16 svetelných rokov, ale aj napriek tomu sme určite severne od strednej roviny.
1414 anjelské číslo láska
Zmerali to skutočným meraním smeru k severnému galaktickému pólu! Na disk použili objekty rôznych „stopovačov“, objekty alebo skupiny predmetov, ktoré vysledovali tvar disku Mliečnej dráhy. Potom sa pozrú na distribúciu týchto objektov na disku a nechajú definovať rovinu samotnej galaxie. Akonáhle to majú, môžu potom použiť geometriu na nájdenie pólu tejto roviny (predstavte si to ako smer, ku ktorému rovina smeruje).
Robia to dvoma spôsobmi: Jeden je „neobmedzený“, kde na získanie geometrie používajú iba tieto značkovače. Druhý spôsob je „obmedzený“, kde nútia stred galaxie byť miestom našej centrálnej supermasívnej čiernej diery Sgr A*. Tieto dve metódy poskytujú mierne odlišné odpovede, ktoré pripisujú tomu, že Slnko nie je presne v strede roviny disku. Keď to zúčtujú, dostanú číslo 55 svetelných rokov.
Schéma dráhy Slnka okolo Mliečnej dráhy, ktorá sa pohybuje niekoľko desiatok svetelných rokov hore a dole z galaktickej roviny. Rozsah vertikálneho pohybu je značne prehnaný. Kredit: Chris Setter / Phil Plait
Coooool. Mimochodom, Slnko obieha okolo stredu galaxie (nazýva sa galaktický rok a niekedy aj kozmický rok ) každých pár sto miliónov pozemských rokov , ale ako to robí, kolíše hore a dole vzhľadom na disk! Keď je nad stredovou rovinou disku, gravitácia miliárd spojených hviezd ho stiahne nadol, takže klesne späť, prejde strednou rovinou, potom klesne na niekoľko desiatok svetelných rokov pod diskom, ktorý ho potom vytiahne nahor a proces sa opakuje. Práve teraz stále sme na ceste hore . Cyklus trvá asi 60 miliónov rokov, kým sa dokončí raz.
Tak tu to máte! Vedel som, že nie sme presne v strednej rovine, ale nevedel som, koľko sme boli preč, ani ako sa to meralo. Teraz áno. Našťastie teraz to robíte aj vy.
Moja vďaka Joshua Samuel Brown ( @josambro na Twitteri) za prvé položenie otázky!
Oprava (2. októbra 2019): Získanie hrúbky tenkých a hrubých diskov je trochu zložité; čísla, ktoré som pôvodne použil, boli príliš malé. Online kurz Swinburne Astronomy uvádza ich ako stupnice s výškou 400, respektíve 1 000 svetelných rokov, čo mi pripadá asi správne. „Výška stupnice“ Tu sa otvára celá plechovka červov, ale ak máte niečo, čo je s výškou tenšie alebo menej husté (ako je zemská atmosféra), výška stupnice je miesto, kde hustota klesá faktorom 1/e, kde e je základ prirodzeného logaritmu, asi 2,7. Takže áno, je to trochu komplikované. Koláč je teda analógiou, ale je solídny, takže nepracuje príliš dobre, keď hĺbate podrobné informácie (čo platí pre všetky analógie). Pointa: Hrubý disk je hrubší ako tenký a koláč je v porovnaní s oboma skutočne široký!
