Sastav, struktura i veličina naše galaksije

2024 Autor: Miguel Ramacey | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 06:14

Mliječni put je prugasta spiralna galaksija. Naša galaksija ima prečnik između 100.000 i 180.000 svjetlosnih godina. Naučnici procjenjuju da sadrži 100-400 milijardi zvijezda. Vjerovatno postoji najmanje 100 milijardi planeta u Mliječnom putu. Sunčev sistem leži unutar diska, 26.490 svjetlosnih godina od galaktičkog centra, na unutrašnjoj ivici Orionovog kraka, jedne od spiralnih koncentracija plina i prašine. Zvijezde u najdubljih 10.000 svjetlosnih godina formiraju izbočinu i jednu ili više šipki. Galaktički centar je intenzivan radio izvor poznat kao Strelac A, koji je vjerovatno supermasivna crna rupa od 4.100 miliona solarne mase.

Brzina i radijacija

Zvijezde i gasovi na širokom rasponu udaljenosti od orbite Galaktičkog centra kreću se brzinom od oko 220 kilometara u sekundi. Konstantna brzina rotacije je u suprotnosti sa zakonima Keplerove dinamike i sugerira da je većinaMasa Mliječnog puta ne emituje niti apsorbuje elektromagnetno zračenje. Ova masa je nazvana "tamna materija". Period rotacije je oko 240 miliona godina na poziciji Sunca. Mliječni put se kreće brzinom od oko 600 km u sekundi u odnosu na vangalaktičke referentne okvire. Najstarije zvijezde na Mliječnom putu stare su skoro koliko i sam svemir i vjerovatno su nastale ubrzo nakon mračnog doba Velikog praska.

Izgled

Središte Mliječnog puta vidljivo je sa Zemlje kao maglovita traka bijele svjetlosti, široka oko 30°, zakrivljena noćnim nebom. Sve pojedinačne zvijezde na noćnom nebu vidljive golim okom dio su Mliječnog puta. Svjetlost dolazi od nakupine nerazdvojenih zvijezda i drugog materijala koji se nalazi u smjeru galaktičke ravni. Tamne regije unutar benda, kao što su Veliki rascjep i Koalsak, su područja u kojima međuzvjezdana prašina blokira svjetlost udaljenih zvijezda. Područje neba koje skriva Mliječni put naziva se Zona izbjegavanja.

Svjetlina

Mliječni put ima relativno nisku površinsku svjetlinu. Njegova vidljivost može biti znatno smanjena pozadinom kao što je svjetlost ili mjesečina. Da bi Mliječni put bio vidljiv, nebo mora biti tamnije nego inače. Trebalo bi da bude vidljivo ako je granica magnitude približno +5,1 ili više, a pokazuje više detalja na +6,1. To čini Mliječni put teško vidljivim iz jako osvijetljenih urbanih ili prigradskih područja, ali vrlo vidljivim iz ruralnih područja kadaMjesec je ispod horizonta. "Novi svetski atlas veštačke svetlosti noćnog neba" otkriva da više od jedne trećine svetske populacije ne može da vidi Mlečni put iz svojih domova zbog zagađenja vazduha.

Veličina galaksije Mliječni put

Mliječni put je druga najveća galaksija u lokalnoj grupi, sa svojim zvjezdanim diskom prečnika oko 100.000 lita (30 kpc) i prosječne debljine oko 1000 lita (0,3 kpc). Niz zvijezda u obliku prstena omotan oko Mliječnog puta može pripadati samoj galaksiji, oscilirajući iznad i ispod galaktičke ravni. Ako je tako, to bi značilo prečnik od 150.000-180.000 svjetlosnih godina (46-55 kpc).

Masa

Procjene mase Mliječnog puta variraju u zavisnosti od metode i podataka koji se koriste. Na donjem kraju raspona procjene, masa Mliječnog puta je 5,8 × 1011 solarnih masa (M☉), nešto manje od mase galaksije Andromeda. Mjerenja pomoću vrlo dugačkog baznog niza 2009. pokazala su brzine do 254 km/s (570.000 mph) za zvijezde na vanjskoj ivici Mliječnog puta. Budući da orbitalna brzina zavisi od ukupne mase u radijusu orbite, to sugerira da je Mliječni put masivniji, otprilike jednak masi Andromedine galaksije na 7×1011 M☉ unutar 160.000 litara (49 kpc) od njenog centra. U 2010., mjerenje radijalne brzine halo zvijezda pokazalo je da je masa sadržana unutar 80 kiloparseka 7×1011 M☉. Prema studiji objavljenoj 2014. godine, masa cijelog Mliječnog putaprocijenjeno na 8,5×1011 M☉, što je otprilike polovina mase Andromedine galaksije.

Tamna materija

Većina Mliječnog puta je tamna materija, njen nepoznati i nevidljivi oblik, koji gravitaciono komunicira sa običnom materijom. Halo tamne materije je relativno ravnomerno raspoređen na udaljenosti većoj od sto kilometara (kpc) od Galaktičkog centra. Matematički modeli Mliječnog puta sugeriraju da je masa tamne tvari 1-1,5×1012 M☉. Nedavne studije pokazuju raspon mase od 4,5×1012 M☉ i dimenziju od 8×1011 M☉.

Međuzvjezdani plin

Procjenjuje se da je ukupna masa svih zvijezda u Mliječnom putu između 4,6×1010 M☉ i 6,43×1010 M☉. Pored zvijezda, postoji i međuzvjezdani plin koji sadrži 90% vodonika i 10% helijuma, pri čemu je dvije trećine vodonika u atomskom obliku, a preostala trećina u obliku molekularnog vodonika. Masa ovog gasa je jednaka 10% ili 15% ukupne mase zvezda u galaksiji. Međuzvjezdana prašina čini još 1% ukupne mase.

Struktura i veličina naše galaksije

Mliječni put sadrži između 200 i 400 milijardi zvijezda i najmanje 100 milijardi planeta. Tačan broj ovisi o broju zvijezda vrlo male mase koje je teško otkriti, posebno na udaljenosti većoj od 300 lita od Sunca. Poređenja radi, susjedna galaksija Andromeda sadrži otprilike tri triliona zvijezda, i stoga premašuje veličinu naše galaksije. mliječni putmože sadržavati možda deset milijardi bijelih patuljaka, milijardu neutronskih zvijezda i sto miliona crnih rupa. Prostor između zvijezda ispunjava disk plina i prašine koji se naziva međuzvjezdani medij. Ovaj disk je barem po radijusu uporediv sa zvijezdama, dok se debljina plinovitog sloja kreće od stotina svjetlosnih godina za hladniji plin do hiljada svjetlosnih godina za topliji plin.

Mliječni put se sastoji od područja jezgra u obliku štapa okruženog diskom plina, prašine i zvijezda. Raspodjela mase u Mliječnom putu veoma liči na Hubbleov Sbc tip, koji predstavlja spiralne galaksije sa relativno slobodnim krakovima. Astronomi su prvi put počeli sumnjati da je Mliječni put zatvorena spiralna galaksija, a ne obična spiralna galaksija, 1960-ih. Njihove sumnje su potvrđene opservacijama svemirskog teleskopa Spitzer 2005. godine, u kojima je centralna barijera Mliječnog puta bila veća nego što se ranije mislilo.

Koncepcije o veličini naše galaksije mogu varirati. Disk zvijezda u Mliječnom putu nema oštru ivicu iza koje nema zvijezda. Umjesto toga, koncentracija zvijezda opada s udaljenosti od centra Mliječnog puta. Iz razloga koji nisu jasni, izvan radijusa od oko 40.000 lita od centra, broj zvijezda po kubnom parseku pada mnogo brže. Okolni galaktički disk je sferni galaktički oreol zvijezda i kuglastih jata koji se proteže dalje prema van, ali je ograničen po veličini orbitamadva satelita Mliječnog puta - Veliki i Mali Magelanov oblak, od kojih se najbliži nalazi na udaljenosti od oko 180.000 lita od Galaktičkog centra. Na ili izvan ove udaljenosti, orbite većine halo objekata će biti uništene Magelanovim oblacima. Stoga će takvi objekti vjerovatno biti izbačeni iz blizine Mliječnog puta.

Zvjezdani sistemi i nezavisne planete

Pitanje o veličini Mliječnog puta je pitanje o tome koliko su velike galaksije općenito. I gravitacijsko mikrolenziranje i promatranja tranzita planeta pokazuju da postoji najmanje onoliko planeta vezanih za zvijezde koliko ima zvijezda u Mliječnom putu. A mjerenja mikrosočnjavanja pokazuju da postoji više nezavisnih planeta koje nisu vezane za zvijezde domaćine nego same zvijezde. Prema Meilin Way-u, postoji najmanje jedna planeta po zvijezdi, što dovodi do procijenjenih 100-400 milijardi.

Kako bi razumjeli strukturu i veličinu naše galaksije, naučnici često sprovode razne analize ove vrste, neprestano ažurirajući i revidirajući zastarjele podatke. Na primjer, druga analiza Keplerovih podataka u januaru 2013. otkrila je da u Mliječnom putu postoji najmanje 17 milijardi egzoplaneta veličine Zemlje. Astronomi su 4. novembra 2013. godine izvestili, na osnovu podataka iz svemirske misije Kepler, da je u granicama zvezda i crvenih patuljaka pogodnih za Sunce u regionu Mlečnog puta, do 40milijardi planeta veličine Zemlje, 11 milijardi od ovih procijenjenih planeta može kružiti oko zvijezda sličnih Suncu. Prema studiji iz 2016., najbliža takva planeta mogla bi biti udaljena 4,2 svjetlosne godine. Takve planete veličine Zemlje mogu biti brojnije od plinskih divova. Osim egzoplaneta, otkrivene su i "egzokomete", komete izvan Sunčevog sistema, koje mogu biti uobičajene u Mliječnom putu. Veličine zvijezda i galaksija mogu varirati.