Mūsų galaktikos sudėtis, struktūra ir dydis

2024 Autorius: Miguel Ramacey | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 06:24

Paukščių Takas yra dryžuota spiralinė galaktika. Mūsų galaktikos skersmuo yra nuo 100 000 iki 180 000 šviesmečių. Mokslininkų skaičiavimais, joje yra 100–400 milijardų žvaigždžių. Tikriausiai Paukščių Take yra mažiausiai 100 milijardų planetų. Saulės sistema yra diske, 26 490 šviesmečių atstumu nuo Galaktikos centro, vidiniame Oriono rankos krašte, vienoje iš spiralinių dujų ir dulkių koncentracijų. Žvaigždės vidiniame 10 000 šviesmečių sudaro iškilimą ir vieną ar daugiau strypų. Galaktikos centras yra intensyvus radijo š altinis, žinomas kaip Šaulys A, kuris tikriausiai yra 4,100 mln. Saulės masės supermasyvi juodoji skylė.

Greitis ir spinduliuotė

Žvaigždės ir dujos įvairiais atstumais nuo Galaktikos centro orbitos juda maždaug 220 kilometrų per sekundę greičiu. Nuolatinis sukimosi greitis prieštarauja Keplerio dinamikos dėsniams ir rodo, kad daugumaPaukščių Tako masė neskleidžia ir nesugeria elektromagnetinės spinduliuotės. Ši masė buvo vadinama „tamsiąja medžiaga“. Sukimosi laikotarpis yra apie 240 milijonų metų Saulės padėtyje. Paukščių takas juda maždaug 600 km per sekundę greičiu, palyginti su ekstragalaktinėmis atskaitos sistemomis. Seniausios Paukščių Tako žvaigždės yra beveik tokios pat senos kaip pati visata ir greičiausiai susiformavo netrukus po Didžiojo sprogimo tamsiųjų amžių.

Išvaizda

Paukščių tako centras matomas iš Žemės kaip miglota b altos šviesos juosta, maždaug 30° pločio, išlenkta naktinio dangaus. Visos atskiros žvaigždės naktiniame danguje, matomos plika akimi, yra Paukščių Tako dalis. Šviesa gaunama iš neišskirtų žvaigždžių ir kitos medžiagos, esančios galaktikos plokštumos kryptimi, sankaupos. Tamsūs juostos regionai, tokie kaip Didysis plyšys ir Koalsak, yra sritys, kuriose tarpžvaigždinės dulkės blokuoja tolimų žvaigždžių šviesą. Dangaus sritis, kurią slepia Paukščių Takas, vadinama Vengimo zona.

Šviesumas

Paukščių Tako paviršiaus ryškumas yra palyginti mažas. Jo matomumą gali labai sumažinti fonai, tokie kaip šviesa ar mėnulio šviesa. Kad Paukščių Takas būtų matomas, dangus turi būti tamsesnis nei įprastai. Jis turėtų būti matomas, jei didumo riba yra apytiksliai +5,1 arba didesnė, o daugiau detalių rodoma esant +6,1. Dėl to Paukščių Takas sunkiai matomas iš ryškiai apšviestų miesto ar priemiesčių, bet gerai matomas iš kaimo vietovių, kaiMėnulis yra žemiau horizonto. „Naujasis pasaulinis dirbtinio naktinio dangaus ryškumo atlasas“atskleidžia, kad daugiau nei trečdalis pasaulio gyventojų dėl oro taršos negali matyti Paukščių Tako iš savo namų.

Paukščių Tako galaktikos dydis

Paukščių Takas yra antra pagal dydį Vietinės grupės galaktika, kurios žvaigždžių diskas yra apie 100 000 litų (30 kpc) skersmens ir apie 1000 litų (0,3 kpc) vidutinis storis. Aplink Paukščių Taką apsivijusi žiedo formos žvaigždžių virtinė gali priklausyti pačiai galaktikai, svyruojančiai aukščiau ir žemiau galaktikos plokštumos. Jei taip, tai reikštų, kad skersmuo yra 150 000–180 000 šviesmečių (46–55 kpc).

Mišios

Paukščių tako masės įvertinimai skiriasi priklausomai nuo naudojamo metodo ir duomenų. Apatinėje įvertinimo diapazono dalyje Paukščių Tako masė yra 5,8 × 1011 saulės masės (M☉), šiek tiek mažesnė už Andromedos galaktikos masę. 2009 m. atlikti matavimai, naudojant labai ilgą bazinį masyvą, parodė net 254 km/s (570 000 mylių per valandą) greitį žvaigždžių išoriniame Paukščių Tako pakraštyje. Kadangi orbitos greitis priklauso nuo bendros masės orbitos spinduliu, tai rodo, kad Paukščių Takas yra masyvesnis, maždaug lygus Andromedos galaktikos masei ties 7 × 1011 M☉ 160 000 litrų (49 kpc) atstumu nuo jos centro. 2010 m. atliktas halo žvaigždžių radialinio greičio matavimas parodė, kad masė, esanti 80 kiloparsekų, yra 7 × 1011 M☉. 2014 metais paskelbto tyrimo duomenimis, viso Paukščių Tako masėapskaičiuota 8,5 × 1011 M☉, tai yra maždaug pusė Andromedos galaktikos masės.

Tamsioji materija

Didžioji Paukščių Tako dalis yra tamsioji materija, nežinoma ir nematoma jos forma, kuri gravitaciškai sąveikauja su įprasta medžiaga. Tamsiosios medžiagos halo yra pasiskirstęs gana tolygiai didesniu nei šimto kilometrų (kpc) atstumu nuo Galaktikos centro. Paukščių tako matematiniai modeliai rodo, kad tamsiosios medžiagos masė yra 1-1,5 × 1012 M☉. Naujausi tyrimai rodo, kad masės diapazonas yra 4,5 × 1012 M☉, o matmenys - 8 × 1011 M☉.

Tarpžvaigždinės dujos

Apskaičiuota, kad bendra visų Paukščių Tako žvaigždžių masė yra nuo 4,6 × 1010 M☉ iki 6,43 × 1010 M☉. Be žvaigždžių, taip pat yra tarpžvaigždinės dujos, kuriose yra 90% vandenilio ir 10% helio, du trečdaliai vandenilio yra atominės formos, o likęs trečdalis yra molekulinio vandenilio pavidalu. Šių dujų masė yra lygi 10% arba 15% visos galaktikos žvaigždžių masės. Tarpžvaigždinės dulkės sudaro dar 1 % visos masės.

Mūsų galaktikos struktūra ir dydis

Paukščių Take yra nuo 200 iki 400 milijardų žvaigždžių ir mažiausiai 100 milijardų planetų. Tikslus skaičius priklauso nuo labai mažos masės sunkiai aptinkamų žvaigždžių skaičiaus, ypač didesniais nei 300 litų atstumais nuo Saulės. Palyginimui, kaimyninėje Andromedos galaktikoje yra maždaug trys trilijonai žvaigždžių, todėl ji viršija mūsų galaktikos dydį. paukščių takastaip pat gali būti dešimt milijardų b altųjų nykštukų, milijardinių neutroninių žvaigždžių ir šimtas milijonų juodųjų skylių. Tarpą tarp žvaigždžių užpildo dujų ir dulkių diskas, vadinamas tarpžvaigždine terpe. Šio disko spindulys bent jau panašus į žvaigždžių, o dujinio sluoksnio storis svyruoja nuo šimtų šviesmečių š altesnių dujų iki tūkstančių šviesmečių šiltesnių dujų.

Paukščių Takas susideda iš lazdelės formos šerdies srities, kurią supa dujų, dulkių ir žvaigždžių diskas. Masės pasiskirstymas Paukščių Take labai panašus į Hablo Sbc tipą, atstovaujantį spiralinėms galaktikoms su santykinai laisvai besitęsiančiomis rankomis. Astronomai septintajame dešimtmetyje pirmą kartą pradėjo įtarti, kad Paukščių Takas yra uždara spiralinė galaktika, o ne įprasta spiralinė galaktika. Jų įtarimus patvirtino Spitzerio kosminio teleskopo stebėjimai 2005 m., kai Paukščių Tako centrinė kliūtis buvo didesnė, nei manyta anksčiau.

Sąvokos apie mūsų galaktikos dydį gali skirtis. Paukščių tako žvaigždžių diskas neturi aštrios briaunos, už kurios nėra žvaigždžių. Atvirkščiai, žvaigždžių koncentracija mažėja didėjant atstumui nuo Paukščių Tako centro. Dėl neaiškių priežasčių maždaug 40 000 litų spinduliu nuo centro žvaigždžių skaičius kubiniame parseke krenta daug greičiau. Aplink esantis galaktikos diskas yra sferinė galaktinė žvaigždžių ir rutulinių spiečių aureolė, kuri tęsiasi toliau į išorę, bet yra apribota orbitų.du Paukščių Tako palydovai – Didysis ir Mažasis Magelano debesys, iš kurių artimiausias yra apie 180 000 litų atstumu nuo Galaktikos centro. Esant tokiam atstumui ar toliau, daugumos halo objektų orbitas sunaikins Magelano debesys. Todėl tikėtina, kad tokie objektai bus išmesti iš Paukščių Tako apylinkių.

Žvaigždžių sistemos ir nepriklausomos planetos

Klausimas apie Paukščių Tako dydį yra klausimas, kokios didelės apskritai yra galaktikos. Tiek gravitacinis mikrolęšis, tiek planetų tranzito stebėjimai rodo, kad Paukščių Tako žvaigždžių planetų yra bent tiek pat, kiek žvaigždžių. O mikrolęšių matavimai rodo, kad yra daugiau nepriklausomų planetų, nesusijusių su žvaigždėmis šeimininkėmis, nei pačios žvaigždės. Pagal Meilino kelią, vienoje žvaigždėje yra bent viena planeta, todėl maždaug 100–400 mlrd.

Siekdami suprasti mūsų galaktikos struktūrą ir dydį, mokslininkai dažnai atlieka įvairias tokio pobūdžio analizes, nuolat atnaujindami ir tikslindami pasenusius duomenis. Pavyzdžiui, kita Keplerio duomenų analizė 2013 m. sausio mėn. parodė, kad Paukščių Take yra mažiausiai 17 milijardų Žemės dydžio egzoplanetų. 2013 m. lapkričio 4 d. astronomai, remdamiesi Keplerio kosminės misijos duomenimis, pranešė, kad žvaigždžių ir raudonųjų nykštukų, tinkamų Saulei Paukščių Tako regione ribose, iki 40milijardo Žemės dydžio planetų, 11 milijardų šių apskaičiuotų planetų gali skrieti aplink į saulę panašias žvaigždes. Remiantis 2016 m. atliktais tyrimais, artimiausia tokia planeta gali būti už 4,2 šviesmečio. Tokių Žemės dydžio planetų gali būti daugiau nei dujų milžinų. Be egzoplanetų, taip pat buvo aptiktos „egzokometos“– kometos, esančios už Saulės sistemos ribų, kurios gali būti paplitusios Paukščių Take. Žvaigždžių ir galaktikų dydžiai gali skirtis.