Mūsu galaktikas sastāvs, struktūra un izmērs

2024 Autors: Miguel Ramacey | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 06:24

Piena Ceļš ir svītraina spirālveida galaktika. Mūsu galaktikas diametrs ir no 100 000 līdz 180 000 gaismas gadu. Zinātnieki lēš, ka tajā ir 100–400 miljardi zvaigžņu. Iespējams, ka Piena ceļā ir vismaz 100 miljardi planētu. Saules sistēma atrodas diskā, 26 490 gaismas gadu attālumā no Galaktikas centra, Oriona rokas iekšējā malā, kas ir viena no gāzes un putekļu spirālveida koncentrācijām. Zvaigznes 10 000 gaismas gadu iekšienē veido izliekumu un vienu vai vairākus stieņus. Galaktikas centrs ir intensīvs radio avots, kas pazīstams kā Strēlnieks A, kas, visticamāk, ir 4,100 miljonu saules masas supermasīvs melnais caurums.

Ātrums un starojums

Zvaigznes un gāzes dažādos attālumos no Galaktiskā centra orbītas pārvietojas ar ātrumu aptuveni 220 kilometri sekundē. Pastāvīgs rotācijas ātrums ir pretrunā Keplera dinamikas likumiem un liek domāt, ka lielākā daļaPiena Ceļa masa neizdala un neuzsūc elektromagnētisko starojumu. Šo masu sauca par "tumšo vielu". Rotācijas periods ir aptuveni 240 miljoni gadu Saules stāvoklī. Piena Ceļš pārvietojas ar ātrumu aptuveni 600 km sekundē, salīdzinot ar ārpusgalaktiskiem atskaites sistēmām. Piena Ceļa vecākās zvaigznes ir gandrīz tikpat vecas kā pats Visums un, iespējams, radušās neilgi pēc Lielā sprādziena tumšajiem viduslaikiem.

Izskats

Piena Ceļa centrs ir redzams no Zemes kā miglaina b altas gaismas josla, aptuveni 30° plata, ko izliekas naksnīgās debesis. Visas atsevišķās zvaigznes naksnīgajās debesīs, kas redzamas ar neapbruņotu aci, ir daļa no Piena ceļa. Gaisma nāk no neatrisinātu zvaigžņu un citu materiālu uzkrāšanās, kas atrodas galaktikas plaknes virzienā. Tumšie apgabali joslā, piemēram, Lielā plaisa un Koalsak, ir apgabali, kur starpzvaigžņu putekļi bloķē gaismu no tālu zvaigznēm. Debesu reģionu, ko slēpj Piena ceļš, sauc par izvairīšanās zonu.

Spilgtums

Piena ceļam ir salīdzinoši zems virsmas spilgtums. Tā redzamību var ievērojami samazināt, izmantojot tādus fonus kā gaisma vai mēness gaisma. Lai Piena ceļš būtu redzams, debesīm jābūt tumšākām nekā parasti. Tam vajadzētu būt redzamam, ja magnitūdas ierobežojums ir aptuveni +5,1 vai lielāks, un rāda detalizētāku informāciju pie +6,1. Tas padara Piena ceļu grūti saskatāmu no spilgti apgaismotām pilsētu vai piepilsētu teritorijām, bet ļoti labi redzams no lauku apvidiem, kadMēness atrodas zem horizonta. "Jaunais pasaules mākslīgo nakts debesu spilgtuma atlants" atklāj, ka vairāk nekā viena trešdaļa pasaules iedzīvotāju nevar redzēt Piena ceļu no savām mājām gaisa piesārņojuma dēļ.

Piena Ceļa galaktikas izmērs

Piena Ceļš ir otrā lielākā galaktika lokālajā grupā, tās zvaigžņu diska diametrs ir aptuveni 100 000 litu (30 kpc) un vidējais biezums ir aptuveni 1000 litu (0,3 kpc). Gredzenveida zvaigžņu virkne, kas apvīta ap Piena ceļu, var piederēt pašai galaktikai, svārstoties virs un zem galaktikas plaknes. Ja tā, tas norādītu, ka diametrs ir 150 000–180 000 gaismas gadu (46–55 kpc).

Mise

Piena Ceļa masas aprēķini atšķiras atkarībā no izmantotās metodes un datiem. Novērtējuma diapazona apakšējā daļā Piena Ceļa masa ir 5,8 × 1011 Saules masas (M☉), kas ir nedaudz mazāka par Andromedas galaktikas masu. 2009. gadā veiktie mērījumi, izmantojot ļoti garu bāzes masīvu, uzrādīja ātrumu līdz 254 km/s (570 000 jūdzes stundā) zvaigznēm Piena ceļa ārējā malā. Tā kā orbītas ātrums ir atkarīgs no kopējās masas orbītas rādiusā, tas liecina, ka Piena ceļš ir masīvāks, aptuveni vienāds ar Andromedas galaktikas masu 7 × 1011 M☉ 160 000 litru (49 kpc) robežās no tā centra. 2010. gadā halo zvaigžņu radiālā ātruma mērījums parādīja, ka masa, kas atrodas 80 kiloparsekos, ir 7 × 1011 M☉. Saskaņā ar pētījumu, kas publicēts 2014. gadā, visa Piena ceļa masatiek lēsts uz 8,5 × 1011 M☉, kas ir aptuveni puse no Andromedas galaktikas masas.

Tumšā matērija

Lielākā daļa Piena Ceļa ir tumšā matērija, nezināma un neredzama tās forma, kas gravitācijas ceļā mijiedarbojas ar parasto vielu. Tumšās matērijas halo ir sadalīts salīdzinoši vienmērīgi attālumā, kas ir lielāks par simts kilometriem (kpc) no Galaktiskā centra. Piena ceļa matemātiskie modeļi liecina, ka tumšās vielas masa ir 1-1,5 × 1012 M☉. Jaunākie pētījumi liecina, ka masas diapazons ir 4,5 × 1012 M☉ un izmērs ir 8 × 1011 M☉.

Starpzvaigžņu gāze

Visu Piena Ceļa zvaigžņu kopējā masa tiek lēsta no 4,6 × 1010 M☉ līdz 6,43 × 1010 M☉. Papildus zvaigznēm ir arī starpzvaigžņu gāze, kas satur 90% ūdeņraža un 10% hēlija, un divas trešdaļas ūdeņraža ir atomu formā, bet atlikušā trešdaļa ir molekulārā ūdeņraža formā. Šīs gāzes masa ir vienāda ar 10% vai 15% no kopējās zvaigžņu masas galaktikā. Starpzvaigžņu putekļi veido vēl 1% no kopējās masas.

Mūsu galaktikas struktūra un izmērs

Piena Ceļā ir no 200 līdz 400 miljardiem zvaigžņu un vismaz 100 miljardu planētu. Precīzs skaitlis ir atkarīgs no ļoti mazas masas zvaigžņu skaita, kuras ir grūti noteikt, it īpaši attālumos, kas pārsniedz 300 litus no Saules. Salīdzinājumam, blakus esošā Andromedas galaktika satur aptuveni trīs triljonus zvaigžņu, un tāpēc tā pārsniedz mūsu galaktikas izmēru. piena ceļšvar saturēt arī, iespējams, desmit miljardus b alto punduru, miljardo neitronu zvaigžņu un simts miljonus melno caurumu. Telpu starp zvaigznēm aizpilda gāzes un putekļu disks, ko sauc par starpzvaigžņu vidi. Šī diska rādiuss ir vismaz salīdzināms ar zvaigznēm, savukārt gāzveida slāņa biezums svārstās no simtiem gaismas gadu vēsākai gāzei līdz tūkstošiem gaismas gadu siltākai gāzei.

Piena ceļš sastāv no stieņa formas kodola, ko ieskauj gāzes, putekļu un zvaigžņu disks. Masas sadalījums Piena ceļā ļoti līdzinās Habla Sbc tipam, kas pārstāv spirālveida galaktikas ar relatīvi brīvi pletošām pleciem. Astronomi 1960. gados sāka aizdomas, ka Piena ceļš ir slēgta spirālveida galaktika, nevis parasta spirālveida galaktika. Viņu aizdomas apstiprināja Spicera kosmiskā teleskopa novērojumi 2005. gadā, kuros Piena Ceļa centrālā barjera bija lielāka, nekā tika uzskatīts iepriekš.

Priekšstati par mūsu galaktikas lielumu var atšķirties. Zvaigžņu diskam Piena ceļā nav asas malas, aiz kuras nav zvaigžņu. Zvaigžņu koncentrācija drīzāk samazinās līdz ar attālumu no Piena ceļa centra. Neskaidru iemeslu dēļ aptuveni 40 000 litu rādiusā no centra zvaigžņu skaits uz kubikparseku samazinās daudz ātrāk. Apkārtējais galaktikas disks ir sfērisks zvaigžņu un lodveida kopu galaktikas oreols, kas stiepjas tālāk uz āru, bet kuru izmēru ierobežo orbītasdivi Piena Ceļa pavadoņi - Lielais un Mazais Magelāna mākonis, no kuriem tuvākais atrodas aptuveni 180 000 litu attālumā no Galaktikas centra. Šajā attālumā vai tālāk, lielākās daļas oreolu objektu orbītas iznīcinās Magelāna mākoņi. Tāpēc šādi objekti, visticamāk, tiks izmesti no Piena ceļa apkārtnes.

Zvaigžņu sistēmas un neatkarīgas planētas

Jautājums par Piena Ceļa lielumu ir jautājums par to, cik lielas vispār ir galaktikas. Gan gravitācijas mikrolēcas, gan planētu tranzīta novērojumi liecina, ka Piena ceļā ir vismaz tikpat daudz planētu, kas saistītas ar zvaigznēm, cik zvaigžņu. Un mikrolēcu mērījumi liecina, ka ir vairāk neatkarīgu planētu, kas nav saistītas ar saimniekzvaigznēm, nekā pašas zvaigznes. Saskaņā ar Meilina ceļu uz katru zvaigzni ir vismaz viena planēta, un tādējādi tiek lēsts, ka planēta ir 100–400 miljardi.

Lai izprastu mūsu galaktikas struktūru un lielumu, zinātnieki bieži veic dažādas šāda veida analīzes, pastāvīgi atjauninot un pārskatot novecojušus datus. Piemēram, citā Keplera datu analīzē 2013. gada janvārī atklājās, ka Piena ceļā ir vismaz 17 miljardi Zemes izmēra eksoplanetu. 2013. gada 4. novembrī astronomi, pamatojoties uz Keplera kosmosa misijas datiem, ziņoja, ka Saulei piemēroto zvaigžņu un sarkano punduru robežās Piena Ceļa reģionā līdz 40miljardu Zemes lieluma planētu, 11 miljardi no šīm aplēstajām planētām var riņķot ap saulei līdzīgām zvaigznēm. Saskaņā ar 2016. gada pētījumu, tuvākā šāda planēta varētu atrasties 4,2 gaismas gadu attālumā. Šādu Zemes lieluma planētu var būt vairāk nekā gāzes milžu. Papildus eksoplanetām ir atklātas arī "eksokomētas", komētas ārpus Saules sistēmas, kas var būt izplatītas Piena ceļā. Zvaigžņu un galaktiku izmēri var atšķirties.