Tvar Mlecne Drahy Mapovani Odvracene Strany Galaxie
Jak vypadá naše galaxie, kdybyste ji mohli vidět zvenčí?
To je docela zajímavá otázka. Na dlouhou dobu , ani jsme nevěděli, že žijeme v galaxii, která byla jednou ze stovek miliard. Tehdy - až do doby zhruba před stoletím - nebylo jasné, zda vše, co jsme na obloze viděli, bylo v jednom obrovském shluku, nebo zda malé fuzzy skvrny, které jsme viděli, byly ve skutečnosti samostatné galaxie (tomu se dříve říkalo „ostrovní vesmíry“, “, což je poetické i výstižné).
Poté práce vedená Edwinem Hubblem (po němž je teleskop pojmenován) a provedená týmem astronomů zjistila, že malé fuzzy byly opravdu velmi daleko, a proto musíme žít také v oddělené, menší struktuře. Už víme, že Mléčná dráha - název naší konkrétní galaxie - byla zploštělá jako disk a byli jsme v ní, protože ji vidíme jako široký světelný pás roztažený po obloze. Kdyby byla galaxie sférická, viděli bychom hvězdy stejně ve všech směrech. Místo toho toto pásmo znamená, že galaxie je plochá.
Na obloze vidíme další diskové galaxie a ty ukazují spirálovou strukturu. Postupem času jsme pomocí různých metod zjistili, že i Mléčná dráha je plochý disk se spirálními rameny, a také jsme zjistili, že má centrální vyboulení a dlouhý „pruh“ ve tvaru Tic-Tac uprostřed. Slunce s naší sluneční soustavou se nachází asi 26–27 000 světelných let od centra galaxie.
Jaký je však přesný tvar galaxie? Kolik má spirálních ramen? Jsou pevně navinutí, nebo k nim dochází spíše bezdůvodně?
Na tyto otázky není tak snadné odpovědět. Propracované techniky nám umožnily zmapovat část galaxie kolem nás, ale odvrácenou stranu je těžší pozorovat. Jednak je v galaxii spousta harampádí, které nám zakrývá výhled. Většinou plyn a prach pohlcuje světlo a čím blíže se podíváte do středu galaxie, tím je tato látka tlustší.
Také proto, že druhá strana galaxie je daleko, zdroje světla (hvězdy, plynová mračna atd.), Které chcete pozorovat, se zdají být blíže u sebe - je to jako stát vedle lesa a snadno oddělit jednotlivé stromy poblíž vy, ale vidět je, jak se prolínají dál. Tomuto druhu pozorování říkáme „omezený zmatek“.
Nicméně, tým astronomů dokázali něco docela neuvěřitelného: Zjistili polohu hvězdného oblaku plynu na odvrácené straně Mléčné dráhy a použili jej k vytvoření lepší mapy jednoho ze spirálních ramen.
Zdrojem je mladá hvězda, která tryská mikrovlnné záření v takzvaném a maser (je to stejná fyzika, která vyrábí laser, ale v jiné „barvě“ světla). Použili řadu radioteleskopů po celé Zemi, které jsou vzájemně propojeny, a vytvořily v podstatě dalekohled napříč tisíce kilometrů. Toto pole má fenomenální rozlišení: Dokázali sledovat pohyb masera, když se hvězda fyzicky pohybovala na své oběžné dráze kolem galaxie! Pamatujte, že obejít galaxii jen jednou trvá více než 200 milionů let, takže tento pohyb je neuvěřitelně malý.
Když Země obíhá kolem Slunce, vidíme vzdálené objekty v různých úhlech. To astronomům umožnilo určit vzdálenost k objektu na vzdálenější straně galaxie. Tento úhel paralaxy je mimořádně malý, ale měřitelný. Kredit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; Robert Hurt, NASA
Ale jakmile to dokázali změřit , pak mohli vidět sudý menší efekt: Zdánlivý pohyb, který předmět udělal, když Země obíhá kolem Slunce. Jak se Země pohybuje z jedné strany své oběžné dráhy na druhou, zdá se, že se vzdálené objekty pohybují tam a zpět. Tomuto efektu říkáme paralaxa (pokud chcete podrobnosti, mluvím o tom, jak to funguje Crash Course Astronomy: Vzdálenost ) a lze jej použít k určení vzdálenosti objektu: Pokud se hodně pohybuje, musí být blíže, a pokud se pohybuje jen málo, je vzdálenější. Pokud víte, jak moc se Země pohybuje, a změřte úhel, kterým se objekt pohybuje, můžete vypočítat jeho vzdálenost.
Tak to udělali! Vzdálenost, kterou pro tohoto masera dostali, byla 66 500 světelných let: Jasno napříč galaxií na druhé straně (a pak některé), což z něj činí nejvzdálenější objekt v galaxii, kterému se kdy měřila vzdálenost.
Nejaktuálnější mapa Mléčné dráhy je zobrazena jako umělec. Slunce je přímo pod galaktickým centrem, poblíž Orion Spur. Ramena Scutum-Centaurus se táhnou doprava a nahoru a jdou za středem na vzdálenější stranu. Pozorovaný masér je téměř přímo naproti Slunci od středu v rameni S-C, vzdáleném 65 000 světelných let. Kredit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)
To je tak důležité, že to znamená, že musí být součástí spirálního ramene, kterému říkáme rameno Scutum-Centaurus (pojmenované podle souhvězdí, ve kterých jej vidíme). Docela málo objektů na tento strana galaxie v tom rameni byla změřena, ale nic na odvrácené straně. Toto měření vzdálenosti maséra na odvrácené straně znamená, že byli schopni přiblížit polohu spirálního ramene na druhé straně galaxie.
Spirálové rameno má úhel otevření, nazývaný úhel stoupání, což je to, o kolik se rameno odchyluje od kruhu. Červená šipka označuje úhel stoupání této konkrétní spirály; pokud by to bylo 0 °, paže by překrývala šedý kruh a čím větší je úhel, tím širší je rameno. Kredit: Morn the Gorn / Wikipedie
Ve skutečnosti to přineslo překvapení. Existuje úhel, který pomáhá definovat, jak otevřená nebo jak pevně je vinutá spirální ruka. Volal se úhel stoupání Pokud je 0 °, pak rameno tvoří kruh a čím větší je úhel stoupání, tím je rameno otevřenější. Pomocí blízkých předmětů se zdá, že rameno Scutum-Centaurus má úhel stoupání 14 °. Pokud ale zahrnete také maser k ukotvení ramene na odvrácené straně galaktického středu, úhel stoupání je spíše 22 °. To je výrazná změna.
Ramena Mléčné dráhy jsou otevřená širší, než jsme si původně mysleli.
Nebo chcete -li: Jsme méně pevně zranění, než jsme si dříve mysleli.
Jde o to, že i když žijeme uvnitř naší galaxie, stále se toho hodně dozvídáme. Je to jako být v kouřové místnosti a konečně vidět věci na druhé straně proti vzdálené zdi. Pomůže vám definovat tvar a strukturu toho, kde se nacházíte.
A to znamená, že naše vědecké myšlení o vesmíru se v průběhu času hodně změnilo. Vynález dalekohledu nám ukázal, že je mnohem větší a osídlenější, než jsme si mysleli, a jak šel čas, dostal Celý mnohem větší.
A dokonce i nyní, století poté, co jsme konečně pochopili povahu naší vlastní galaxie, má toto naše místní město pro nás stále krásná překvapení. Je to jako bloudit po vašem bloku a najít potok, kterým protéká, kterého jste si nikdy předtím nevšimli. Jaké zázraky v něm spočívají a jaké poklady stále zůstávají neviditelné?
Proto hledáme dál. Žijeme v krásné čtvrti a je zábavné objevovat další místa k návštěvě.
