Zloženie, štruktúra a veľkosť našej galaxie

2024 Autor: Miguel Ramacey | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 06:27

Mliečna dráha je pruhovaná špirálová galaxia. Naša galaxia má priemer 100 000 až 180 000 svetelných rokov. Vedci odhadujú, že obsahuje 100-400 miliárd hviezd. V Mliečnej dráhe je pravdepodobne najmenej 100 miliárd planét. Slnečná sústava leží vo vnútri disku, 26 490 svetelných rokov od galaktického stredu, na vnútornom okraji Orionovho ramena, jednej zo špirálových koncentrácií plynu a prachu. Hviezdy v najvnútornejších 10 000 svetelných rokoch tvoria vydutie a jednu alebo viac tyčiniek. Galaktický stred je intenzívny rádiový zdroj známy ako Sagittarius A, čo je pravdepodobne supermasívna čierna diera s hmotnosťou 4 100 miliónov slnečnej hmotnosti.

Rýchlosť a žiarenie

Hviezdy a plyny sa v širokom rozsahu vzdialeností od obežnej dráhy galaktického stredu pohybujú rýchlosťou približne 220 kilometrov za sekundu. Konštantná rýchlosť otáčania je v rozpore so zákonmi Keplerianovej dynamiky a naznačuje, že väčšina z nichHmota Mliečnej dráhy nevyžaruje ani neabsorbuje elektromagnetické žiarenie. Táto hmota sa nazýva „temná hmota“. Doba rotácie v polohe Slnka je asi 240 miliónov rokov. Mliečna dráha sa pohybuje rýchlosťou asi 600 km za sekundu v porovnaní s extragalaktickými referenčnými sústavami. Najstaršie hviezdy v Mliečnej dráhe sú takmer také staré ako samotný vesmír a pravdepodobne vznikli krátko po Veľkom tresku v temnom veku.

Vzhľad

Stred Mliečnej dráhy je viditeľný zo Zeme ako hmlistý pás bieleho svetla, asi 30° široký, vyklenutý nočnou oblohou. Všetky jednotlivé hviezdy na nočnej oblohe viditeľné voľným okom sú súčasťou Mliečnej dráhy. Svetlo pochádza z nahromadenia nerozlíšených hviezd a iného materiálu umiestneného v smere galaktickej roviny. Tmavé oblasti v pásme, ako je Veľká trhlina a Koalsak, sú oblasti, kde medzihviezdny prach blokuje svetlo zo vzdialených hviezd. Oblasť oblohy, ktorú ukrýva Mliečna dráha, sa nazýva Zóna vyhýbania.

Jas

Mliečna dráha má relatívne nízku jasnosť povrchu. Jeho viditeľnosť môže byť značne znížená pozadím, ako je svetlo alebo mesačný svit. Aby bola Mliečna dráha viditeľná, obloha musí byť tmavšia ako zvyčajne. Mala by byť viditeľná, ak je limit magnitúdy približne +5,1 alebo vyšší, a zobrazuje viac detailov pri +6,1. To sťažuje viditeľnosť Mliečnej dráhy z jasne osvetlených mestských alebo prímestských oblastí, ale veľmi viditeľná z vidieckych oblastí, keďMesiac je pod obzorom. „Nový svetový atlas umelého jasu nočnej oblohy“odhaľuje, že viac ako jedna tretina svetovej populácie nevidí Mliečnu dráhu zo svojich domovov kvôli znečistenému vzduchu.

Veľkosť galaxie Mliečna dráha

Mliečna dráha je druhá najväčšia galaxia v Miestnej skupine s jej hviezdnym diskom s priemerom asi 100 000 litas (30 kpc) a priemernou hrúbkou asi 1 000 litas (0,3 kpc). Prstencový reťazec hviezd omotaný okolo Mliečnej dráhy môže patriť k samotnej galaxii, ktorá osciluje nad a pod galaktickou rovinou. Ak áno, znamenalo by to priemer 150 000 – 180 000 svetelných rokov (46 – 55 kpc).

Mass

Odhady hmotnosti Mliečnej dráhy sa líšia v závislosti od použitej metódy a údajov. Na dolnom konci rozsahu odhadu je hmotnosť Mliečnej dráhy 5,8 × 1011 hmotností Slnka (M☉), čo je o niečo menej ako hmotnosť galaxie Andromeda. Merania s použitím veľmi dlhého základného poľa v roku 2009 ukázali rýchlosti až 254 km/s (570 000 mph) pre hviezdy na vonkajšom okraji Mliečnej dráhy. Keďže obežná rýchlosť závisí od celkovej hmotnosti v obežnom polomere, naznačuje to, že Mliečna dráha je masívnejšia, približne rovnaká ako hmotnosť galaxie v Andromede pri 7 × 1011 M☉ do 160 000 litrov (49 kpc) od jej stredu. V roku 2010 meranie radiálnej rýchlosti halo hviezd ukázalo, že hmotnosť obsiahnutá v 80 kiloparsekoch je 7×1011 M☉. Podľa štúdie zverejnenej v roku 2014 hmotnosť celej Mliečnej dráhyodhadovaná na 8,5×1011 M☉, čo je približne polovica hmotnosti galaxie v Andromede.

Temná hmota

Väčšina Mliečnej dráhy je temná hmota, jej neznáma a neviditeľná forma, ktorá gravitačne interaguje s bežnou hmotou. Halo tmavej hmoty je rozložené relatívne rovnomerne na vzdialenosť väčšiu ako sto kilometrov (kpc) od galaktického stredu. Matematické modely Mliečnej dráhy naznačujú, že hmotnosť tmavej hmoty je 1-1,5×1012 M☉. Nedávne štúdie ukazujú rozsah hmotnosti 4,5×1012 M☉ a rozmer 8×1011 M☉.

Medzihviezdny plyn

Celková hmotnosť všetkých hviezd v Mliečnej dráhe sa odhaduje na 4,6×1010 M☉ a 6,43×1010 M☉. Okrem hviezd existuje aj medzihviezdny plyn obsahujúci 90 % vodíka a 10 % hélia, pričom dve tretiny vodíka sú v atómovej forme a zvyšná tretina vo forme molekulárneho vodíka. Hmotnosť tohto plynu sa rovná 10 % alebo 15 % celkovej hmotnosti hviezd v galaxii. Medzihviezdny prach tvorí ďalšie 1 % celkovej hmoty.

Štruktúra a veľkosť našej galaxie

Mliečna dráha obsahuje 200 až 400 miliárd hviezd a najmenej 100 miliárd planét. Presný údaj závisí od počtu hviezd s veľmi nízkou hmotnosťou, ktoré je ťažké odhaliť, najmä vo vzdialenosti väčšej ako 300 litasov od Slnka. Na porovnanie, susedná galaxia v Androméde obsahuje približne tri bilióny hviezd, a preto presahuje veľkosť našej galaxie. mliečna dráhamôže tiež obsahovať možno desať miliárd bielych trpaslíkov, miliardté neutrónové hviezdy a sto miliónov čiernych dier. Priestor medzi hviezdami vypĺňa disk plynu a prachu nazývaný medzihviezdne médium. Tento disk je polomerom prinajmenšom porovnateľný s hviezdami, pričom hrúbka plynnej vrstvy sa pohybuje od stoviek svetelných rokov pre chladnejší plyn až po tisíce svetelných rokov pre teplejší plyn.

Mliečna dráha pozostáva z oblasti jadra v tvare tyčinky obklopenej diskom plynu, prachu a hviezd. Distribúcia hmoty v Mliečnej dráhe sa veľmi podobá Hubbleovmu typu Sbc, ktorý predstavuje špirálové galaxie s relatívne voľnými ramenami. Astronómovia prvýkrát začali tušiť, že Mliečna dráha je skôr uzavretá špirálová galaxia než obyčajná špirálová galaxia v 60. rokoch minulého storočia. Ich podozrenia boli potvrdené pozorovaniami Spitzerovho vesmírneho teleskopu v roku 2005, pri ktorých bola centrálna bariéra Mliečnej dráhy väčšia, než sa pôvodne predpokladalo.

Predstavy o veľkosti našej galaxie sa môžu líšiť. Disk hviezd v Mliečnej dráhe nemá ostrú hranu, za ktorou nie sú žiadne hviezdy. Koncentrácia hviezd skôr klesá so vzdialenosťou od stredu Mliečnej dráhy. Z nejasných dôvodov za polomerom asi 40 000 litas od stredu počet hviezd na kubický parsek klesá oveľa rýchlejšie. Okolitý galaktický disk je sférické galaktické halo hviezd a guľových hviezdokôp, ktoré sa rozprestiera ďalej, ale jeho veľkosť je obmedzená dráhami.dva satelity Mliečnej dráhy - Veľký a Malý Magellanov mrak, z ktorých najbližší sa nachádza vo vzdialenosti asi 180 000 litasov od Galaktického stredu. V tejto vzdialenosti alebo za ňou Magellanove mračná zničia obežné dráhy väčšiny halo objektov. Preto budú takéto objekty pravdepodobne vymrštené z blízkosti Mliečnej dráhy.

Hviezdne sústavy a nezávislé planéty

Otázka o veľkosti Mliečnej dráhy je otázkou, aké veľké sú galaxie vo všeobecnosti. Pozorovania gravitačných mikrošošoviek a tranzitu planét naznačujú, že existuje prinajmenšom toľko planét s hviezdami, koľko je hviezd v Mliečnej dráhe. A merania mikrošošoviek naznačujú, že existuje viac nezávislých planét, ktoré nie sú viazané na hostiteľské hviezdy, ako samotných hviezd. Podľa Meilin Way pripadá na jednu hviezdu aspoň jedna planéta, čo má za následok odhadom 100 – 400 miliárd.

V snahe pochopiť štruktúru a veľkosť našej galaxie vedci často vykonávajú rôzne analýzy tohto druhu, pričom neustále aktualizujú a revidujú zastarané údaje. Napríklad ďalšia analýza údajov Keplera v januári 2013 zistila, že v Mliečnej dráhe je najmenej 17 miliárd exoplanét veľkosti Zeme. Dňa 4. novembra 2013 astronómovia na základe údajov z vesmírnej misie Kepler oznámili, že v medziach hviezd a červených trpaslíkov vhodných pre Slnko v oblasti Mliečnej dráhy až 40miliardy planét veľkosti Zeme, 11 miliárd z týchto odhadovaných planét môže obiehať okolo hviezd podobných slnku. Podľa štúdie z roku 2016 by najbližšia takáto planéta mohla byť vzdialená 4,2 svetelného roka. Takéto planéty veľkosti Zeme môžu byť početnejšie ako plynné obry. Okrem exoplanét boli detegované aj „exokométy“, kométy mimo slnečnej sústavy, ktoré môžu byť v Mliečnej dráhe bežné. Veľkosti hviezd a galaxií sa môžu líšiť.