PREČO NEVIDíME STRED MLIEČNEJ DRáHY?

Send

Po tisícročia ľudia hľadeli na nočnú oblohu a boli v úcte k Mliečnej ceste. Stargazeri a amatérski astronómovia dnes pokračujú v tejto tradícii s vedomím, že to, čoho sú svedkami, je v skutočnosti zbierka stoviek miliónov hviezd a oblakov prachu, nehovoriac o miliardách iných svetov.

Musíme si však položiť otázku, či môžeme vidieť žiariacu skupinu Mliečnej dráhy, prečo nevidíme, čo leží v strede našej galaxie? Za predpokladu, že sa pozeráme správnym smerom, nemali by sme vidieť voľným okom takú veľkú jasnú hviezdu hviezd? Viete tú, ktorú myslím, je to na všetkých obrázkoch!

Pri zodpovedaní tejto otázky nanešťastie je potrebné vykonať niekoľko skutočných kontrol. Keď je dosť tma a podmienky sú čisté, na nočnej oblohe sa určite dá zistiť prašný kruh Mliečnej dráhy. Jediným okom však môžeme na disk vidieť len asi 6 000 svetelných rokov a spoliehať sa na viditeľné spektrum. Tu je zhrnutie dôvodov, prečo tomu tak je.

Veľkosť a štruktúra:

Po prvé, samotná veľkosť našej galaxie je dostatočná na to, aby zakryla myseľ. NASA odhaduje, že Mliečna dráha má priemer 100 000 - 120 000 svetelných rokov - hoci niektoré informácie naznačujú, že to môže byť až 150 000 - 180 000 svetelných rokov. Keďže jeden svetelný rok je asi 9,5 x 10¹²km, vďaka čomu je priemer galaxie Mliečna dráha približne 9,5 x 10¹⁷ - 1,14 x 10¹⁸ km v priemere.

Aby sme to povedali laicky, to je 950 štvorcových miliónov (590 štvorcových miliónov míľ) až 1,14 štvorcových miliónov kilometrov (7oo septendecilión míľ). Odhaduje sa tiež, že Mliečna dráha obsahuje 100 - 400 miliárd hviezd (hoci to môže byť až jeden bilión) a môže mať až 100 miliárd planét.

V strede meria cca. Priemer 10 000 svetelných rokov je pevne zbalená skupina hviezd známa ako „vydutie“. V samom strede tejto výboje je intenzívny rádiový zdroj s názvom Strelec A *, ktorý bude pravdepodobne superhmotnou čiernou dierou, ktorá obsahuje 4,1 milióna násobok hmotnosti nášho Slnka.

V našej skromnej slnečnej sústave sme od nej vzdialení zhruba 28 000 svetelných rokov. Stručne povedané, tento región je jednoducho príliš ďaleko na to, aby sme ho mohli vidieť voľným okom. Je tu však viac než len to, že ...

Nízky povrchový jas:

Okrem toho, že je to galaxia so špirálovitou výplňou, je Mliečna dráha známa aj ako galaxia s nízkym povrchovým jasom (LSB) - klasifikácia, ktorá sa vzťahuje na galaxie, ktorých povrchový jas je pri pohľade zo Zeme najmenej o jeden stupeň menší ako okolitá nočná obloha. V zásade to znamená, že obloha musí byť temnejšia ako približne 20,2 magnitúdy za sekundu, aby mohla byť videná Mliečná dráha.

Vďaka tomu je Mliečna dráha ťažko viditeľná z akéhokoľvek miesta na Zemi, kde je bežné znečistenie svetlom - napríklad z miest alebo prímestských oblastí - alebo keď je faktorom rozptyľujúce svetlo z Mesiaca. Ale aj keď sú podmienky optimálne, stále môžeme vidieť len toľko okom, a to z dôvodov, ktoré majú veľa spoločného so všetkým, čo leží medzi nami a galaktickým jadrom.

Prach a plyn:

Hoci to nemusí vyzerať náhodne ako pozorovateľ, Mliečna dráha je plná prachu a plynu. Táto hmota je známa ako medzihviezdne médium, disk, ktorý tvorí neuveriteľných 10 - 15% svetelnej / viditeľnej hmoty v našej galaxii a vypĺňa dlhé medzery medzi hviezdami. Hrúbka prachu odráža viditeľné svetlo (ako je vysvetlené ďalej), pričom prachom prechádza iba infračervené svetlo.

Vďaka tomu sú infračervené teleskopy ako Spitzerov vesmírny ďalekohľad mimoriadne hodnotnými nástrojmi pri mapovaní a štúdiu galaxie, pretože môžu nahliadnuť do prachu a hmly, aby nám poskytli mimoriadne jasný pohľad na to, čo sa deje v jadre galaxie a na vytváranie hviezd. regióny. Pri pohľade do vizuálneho spektra však svetlo zo Zeme a rušivý efekt prachu a plynu obmedzujú, ako ďaleko môžeme vidieť.

Obmedzené prístrojové vybavenie:

Astronómovia hľadia na hviezdy tisíce rokov. Avšak až v pomerne nedávnej dobe vedeli, na čo sa pozerajú. Napríklad vo svojej knihe meteorologica, Aristoteles (384–322 pnl) napísal, že grécki filozofi Anaxagoras (približne 500–428 BCE) a Democritus (460–370 BCE) navrhli, aby sa Mliečná dráha mohla skladať zo vzdialených hviezd.

Samotný Aristoteles však veril, že Mliečna dráha bola spôsobená „zapálením ohnivého výdychu niektorých hviezd, ktoré boli veľké, početné a blízko seba“ a že k týmto zápalom dochádza v hornej časti atmosféry. Rovnako ako mnoho Aristotelových teórií, aj toto by zostalo kánonom pre západných vedcov až do 16. a 17. storočia, kedy by sa začala zakoreniť moderná astronómia.

Medzitým v islamskom svete veľa stredovekých vedcov zaujalo odlišný názor. Napríklad perzský astronóm Abu Rayhan al-Biruni (973–1048) navrhol, že Mliečna dráha je „zbierka nespočetných fragmentov povahy hmlistých hviezd“. Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292 - 1350) z Damašku podobne navrhol, že Mliečna dráha je „nespočetné množstvo malých hviezd zabalených v oblasti stálych hviezd“ a že tieto hviezdy sú väčšie ako planéty.

Vo svojej knihe tiež tvrdil perzský astronóm Nasir al-Din al-Tusi (1201 - 1274) Tadhkira že: „Mliečna dráha, t. j. galaxia, je tvorená veľkým počtom malých, pevne zoskupených hviezd, ktoré sa z dôvodu svojej koncentrácie a malej veľkosti javia ako zakalené škvrny. Z tohto dôvodu bolo prirovnávané k mlieku vo farbe. “

Napriek týmto teoretickým prielomom existoval dôkaz, ktorý podporil tieto tvrdenia, až v roku 1610, keď Galileo Galilei otočil ďalekohľad k nebesiam. S pomocou ďalekohľadov si astronómovia prvýkrát uvedomili, že na oblohe bolo veľa, oveľa viac hviezd, ako sú tie, ktoré vidíme, a že všetky tie, ktoré vidíme, sú súčasťou Mliečnej dráhy.

O viac ako storočie neskôr William Herschel vytvoril prvý teoretický diagram toho, ako vyzerala Mliečna dráha (1785). V nej opísal tvar Mliečnej dráhy ako veľkú, hviezdu podobnú zbierku hviezd a tvrdil, že slnečná sústava je blízko centra. Aj keď to bolo nesprávne, bol to prvý pokus o hypotézu toho, ako vyzeral náš kozmický dvor.

Až v 20. storočí mohli astronómovia získať presný obraz o tom, ako vlastne vyzerá naša Galaxia. Začalo to tým, že astronóm Harlow Shapely meral distribúciu a umiestnenie globulárnych hviezdokopov. Z tohto zistil, že stred Mliečnej dráhy bol 28 000 svetelných rokov od Zeme a že stred bol skôr vydutý ako plochý.

V roku 1923 astronóm Edwin Hubble použil na Mt. najväčší ďalekohľad svojej doby. Wilson Observatory near Pasadena, Kalifornia, aby pozoroval galaxie mimo našej vlastnej. Astronómovia a vedci pozorovaním toho, ako špirálové galaxie vyzerajú v celom vesmíre, dokázali získať predstavu o tom, ako vyzerá náš vlastný.

Od tej doby nám schopnosť pozorovať našu galaxiu cez rôzne vlnové dĺžky (t. J. Rádiové vlny, infračervené žiarenie, röntgenové lúče, gama lúče) a nielen viditeľné spektrum pomohli získať ešte lepší obraz. Okrem toho vývoj vesmírnych teleskopov - ako sú Hubble, Spitzer, WISE a Kepler - boli nápomocné pri umožňovaní pozorovania, ktoré nie je vystavené rušeniu z našej atmosféry alebo meteorologických podmienok.

Ale napriek nášmu najlepšiemu úsiliu sme stále obmedzení kombináciou prekážok z hľadiska perspektívy, veľkosti a viditeľnosti. Doteraz všetky obrázky, ktoré zobrazujú našu galaxiu, sú interpretmi umelcov alebo inými špirálovými galaxiami. Až donedávna v našej histórii bolo pre vedcov veľmi ťažké odhadnúť, ako vyzerá Mliečna dráha, hlavne preto, že sme do nej zabudovaní.

Ak chcete získať skutočný pohľad na galaxiu Mliečna dráha, bude treba urobiť niekoľko vecí. Najprv by sme potrebovali kameru, ktorá by pracovala vo vesmíre a mala široké zorné pole (aka. Hubble, Spitzer, atď.). Potom by sme mali tú kameru odletieť na miesto, ktoré je zhruba 100 000 svetelných rokov nad Mliečnou cestou a nasmerovať ju späť na Zem. Pri našej súčasnej technológii pohonu by to trvalo 2,2 miliardy rokov.

Našťastie, ako už bolo uvedené, majú astronómovia niekoľko ďalších vlnových dĺžok, ktoré môžu použiť na to, aby videli do galaxie, a tie vidia oveľa viac galaxie. Okrem toho, že vidíme viac hviezd a viac hviezdokopov, sme schopní vidieť aj viac stredu našej Galaxie, ktorá zahŕňa superhmotnú čiernu dieru, ktorá je teoreticky považovaná za existujúcu.

Astronómovia už nejaký čas pomenovali oblasť oblohy, ktorá je zakrytá Mliečnou cestou - „Zóna vyhýbania sa“. V časoch, keď astronómovia mohli robiť iba vizuálne pozorovania, zabrala zóna vyhýbania sa okolo 20% nočnej oblohy. Ale pozorovaním v iných vlnových dĺžkach, ako sú infračervené lúče, röntgenové lúče, gama lúče a najmä rádiové vlny, môžu astronómovia vidieť všetky oblohy, s výnimkou asi 10%. To, čo je na druhej strane 10%, je väčšinou tajomstvo.

Stručne povedané, dosiahol sa pokrok. Ale dovtedy, kým nebudeme môcť poslať loď mimo našu galaxiu, ktorá dokáže zachytiť snímky a nasmerovať ich späť k nám, všetko v priestore našich vlastných životov, budeme závislí od toho, čo môžeme pozorovať zvnútra.

Máme veľa zaujímavých článkov o Mliečnej dráhe tu v časopise Space Magazine. Napríklad: Čo je Mliečná dráha? A tu je článok o tom, prečo sa volá Mliečna dráha, aký veľký je, prečo rotuje a aká je najbližšia galaxia.

A tu je 10 faktov o Mliečnej dráhe. A nezabudnite sa pozrieť na našu sekciu Sprievodca vesmírom na Mliečnej ceste.

A nezabudnite sa pozrieť na rozhovor časopisu Space Magazine s Dr. Andrea Ghez, profesorkou astronómie v UCLA, ktorý hovorí o tom, čo je v centre našej Galaxie.