DLACZEGO NIE WIDZIMY CENTRUM DROGI MLECZNEJ?

Send

Od tysiącleci ludzie wpatrywali się w nocne niebo i podziwiali Drogę Mleczną. Dziś gwiezdne wrotarze i astronomowie amatorzy kontynuują tę tradycję, wiedząc, że to, czego są świadkami, to w rzeczywistości zbiór setek milionów gwiazd i chmur pyłu, nie wspominając o miliardach innych światów.

Ale trzeba się zastanawiać, czy widzimy świecące pasmo Drogi Mlecznej, dlaczego nie widzimy, co leży w kierunku centrum naszej galaktyki? Zakładając, że patrzymy we właściwym kierunku, czy nie powinniśmy zobaczyć gołym okiem tej dużej, jasnej wypukłości gwiazd? Znacie ten, który mam na myśli, jest na wszystkich zdjęciach!

Niestety, odpowiadając na to pytanie, należy przeprowadzić szereg kontroli rzeczywistości. Gdy jest wystarczająco ciemno, a warunki są jasne, zakurzony pierścień Drogi Mlecznej z pewnością można dostrzec na nocnym niebie. Jednak gołym okiem nadal widzimy tylko około 6000 lat świetlnych na dysku i opieramy się na widmie widzialnym. Oto podsumowanie, dlaczego tak jest.

Rozmiar i struktura:

Po pierwsze, sama wielkość naszej galaktyki wystarcza, aby zawstydzić umysł. NASA szacuje, że Droga Mleczna ma średnicę między 100 000 - 120 000 lat świetlnych - choć niektóre informacje sugerują, że może ona mieć średnicę od 150 000 do 180 000 lat świetlnych. Ponieważ jeden rok świetlny wynosi około 9,5 x 10¹²km, co sprawia, że średnica Drogi Mlecznej wynosi około 9,5 x 10¹⁷ - 1,14 x 10¹⁸ km średnicy.

Mówiąc w kategoriach laika, to 950 biliardów (590 biliardów mil) do 1,14 biliardów kilometrów (7oo septendecillion mil). Szacuje się, że Droga Mleczna zawiera również 100–400 miliardów gwiazd (chociaż może to być nawet jeden bilion), a może mieć nawet 100 miliardów planet.

W centrum, mierząc ok. Średnica 10 000 lat świetlnych to ciasno upakowana grupa gwiazd zwana „wybrzuszeniem”. W samym centrum tego wybrzuszenia znajduje się intensywne źródło radiowe o nazwie Strzelec A *, które prawdopodobnie będzie supermasywną czarną dziurą, która zawiera 4,1 miliona razy więcej niż nasze Słońce.

My, w naszym skromnym Układzie Słonecznym, znajdujemy się w odległości około 28 000 lat świetlnych od niego. Krótko mówiąc, ten region jest po prostu za daleko, abyśmy mogli go zobaczyć gołym okiem. Jest jednak coś więcej niż tylko…

Niska jasność powierzchni:

Oprócz tego, że jest galaktyką o spiralnej barwie, Droga Mleczna jest znana również jako galaktyka o niskiej jasności powierzchni (LSB) - klasyfikacja odnosząca się do galaktyk, w których ich jasność powierzchni jest, patrząc z Ziemi, o co najmniej jedną jasność niższą niż otaczające nocne niebo. Zasadniczo oznacza to, że niebo musi być ciemniejsze niż około 20,2 magnitudo na sekundę łuku kwadratowego, aby można było zobaczyć Drogę Mleczną.

To sprawia, że Droga Mleczna jest trudna do zobaczenia z dowolnego miejsca na Ziemi, gdzie zanieczyszczenie światłem jest powszechne - takich jak lokalizacje miejskie lub podmiejskie - lub gdy czynnik rozproszony światło z Księżyca jest czynnikiem. Ale nawet gdy warunki są optymalne, wciąż widzimy tylko tyle gołym okiem, z powodów, które mają wiele wspólnego ze wszystkim, co znajduje się między nami a jądrem galaktycznym.

Pył i gaz:

Choć zwykły obserwator może nie wyglądać tak, Droga Mleczna jest pełna pyłu i gazu. Materia ta znana jest jako ośrodek międzygwiezdny, dysk, który stanowi aż 10-15% świetlistej / widzialnej materii w naszej galaktyce i wypełnia długie przestrzenie między gwiazdami. Grubość pyłu odchyla światło widzialne (jak wyjaśniono tutaj), pozostawiając jedynie światło podczerwone przechodzące przez pył.

To sprawia, że teleskopy w podczerwieni, takie jak Spitzer Space Telescope, są niezwykle cennymi narzędziami do mapowania i badania galaktyki, ponieważ mogą zajrzeć przez pył i mgłę, aby dać nam wyjątkowo jasny obraz tego, co dzieje się w centrum galaktyki i w formowaniu gwiazd regiony. Jednak patrząc w spektrum wizualne światło Ziemi i interferencyjny wpływ pyłu i gazu ograniczają zasięg widzenia.

Ograniczone oprzyrządowanie:

Astronomowie wpatrują się w gwiazdy od tysięcy lat. Jednak dopiero w stosunkowo niedawnych czasach wiedzieli nawet, na co patrzą. Na przykład w swojej książce MeteorologicaArystoteles (384–322 pne) napisał, że greccy filozofowie Anaksagoras (ok. 500–428 p.n.e.) i Demokryt (460–370 p.n.e.) zaproponowali, aby Droga Mleczna składała się z odległych gwiazd.

Jednak sam Arystoteles uważał, że Droga Mleczna została spowodowana przez „zapłon ognistego wydechu niektórych gwiazd, które były duże, liczne i blisko siebie” i że te zapłony mają miejsce w górnej części atmosfery. Podobnie jak wiele teorii Arystotelesa, dla zachodnich uczonych pozostałoby to kanonem aż do XVI i XVII wieku, kiedy to współczesna astronomia zaczęłaby się zakorzeniać.

Tymczasem w świecie islamskim wielu średniowiecznych uczonych miało inne zdanie. Na przykład perski astronom Abu Rayhan al-Biruni (973–1048) zaproponował, że Droga Mleczna jest „zbiorem niezliczonych fragmentów natury mgławych gwiazd”. Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292–1350) z Damaszku podobnie zaproponował, że Droga Mleczna jest „niezliczoną liczbą małych gwiazd upakowanych razem w kuli gwiazd stałych” i że gwiazdy te są większe niż planety.

W swojej książce twierdził także perski astronom Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) Tadhkira że: „Droga Mleczna, tj. Galaktyka, składa się z bardzo dużej liczby małych, ciasno skupionych gwiazd, które ze względu na ich koncentrację i niewielkość wydają się być chmurnymi plamami. Z tego powodu porównano go do mleka w kolorze. ”

Pomimo tych teoretycznych przełomów, dopiero w 1610 r. Galileusz Galilei skierował swój teleskop ku niebu, istniał dowód na poparcie tych twierdzeń. Za pomocą teleskopów astronomowie po raz pierwszy zdali sobie sprawę, że na niebie jest o wiele, wiele więcej gwiazd niż te, które widzimy, i że wszystkie te, które widzimy, są częścią Drogi Mlecznej.

Ponad sto lat później William Herschel stworzył pierwszy teoretyczny schemat tego, jak wyglądała Droga Mleczna (1785). Opisał w nim kształt Drogi Mlecznej jako dużą, podobną do chmury kolekcję gwiazd i twierdził, że Układ Słoneczny znajduje się blisko centrum. Choć błędna, była to pierwsza próba postawienia hipotezy, jak wyglądało nasze kosmiczne podwórko.

Dopiero w XX wieku astronomowie byli w stanie uzyskać dokładny obraz tego, jak naprawdę wygląda nasza Galaktyka. Zaczęło się od astronoma Harlowa Shapely'ego, który mierzył rozkłady i lokalizacje gromad kulistych gwiazd. Na tej podstawie ustalił, że środek Drogi Mlecznej znajdował się 28 000 lat świetlnych od Ziemi i że centrum było wybrzuszeniem, a nie płaskim obszarem.

W 1923 roku astronom Edwin Hubble użył największego teleskopu swoich czasów na Górze Mt. Obserwatorium Wilsona w pobliżu Pasadena w Kalifornii, aby obserwować galaktyki poza naszą własną. Obserwując, jak galaktyki spiralne wyglądają w całym wszechświecie, astronomowie i naukowcy mogli dowiedzieć się, jak wyglądają nasze własne.

Od tego czasu zdolność obserwowania naszej galaktyki za pomocą wielu długości fal (tj. Fal radiowych, podczerwieni, promieni X, promieni gamma), a nie tylko widma widzialnego, pomogła nam uzyskać jeszcze lepszy obraz. Ponadto rozwój teleskopów kosmicznych - takich jak Hubble, Spitzer, WISE i Kepler - odegrał kluczową rolę w umożliwieniu nam dokonywania obserwacji, które nie podlegają zakłóceniom z naszej atmosfery lub warunków meteorologicznych.

Ale pomimo naszych najlepszych starań wciąż jesteśmy ograniczeni przez połączenie barier perspektywy, wielkości i widoczności. Jak dotąd wszystkie zdjęcia przedstawiające naszą galaktykę są albo wykonaniami artystycznymi, albo zdjęciami innych galaktyk spiralnych. Do niedawna w naszej historii naukowcom bardzo trudno było ocenić, jak wygląda Droga Mleczna, głównie dlatego, że jesteśmy w niej osadzeni.

Aby uzyskać rzeczywisty obraz Galaktyki Drogi Mlecznej, musiałoby się zdarzyć kilka rzeczy. Po pierwsze potrzebowalibyśmy kamery, która działałaby w przestrzeni o szerokim polu widzenia (np. Hubble, Spitzer itp.). Następnie musielibyśmy przelecieć tą kamerą w miejsce, które jest około 100 000 lat świetlnych nad Drogą Mleczną i skierować ją z powrotem na Ziemię. Dzięki naszej obecnej technologii napędu osiągnięcie tego zajęłoby 2,2 miliarda lat.

Na szczęście, jak już wspomniano, astronomowie mają kilka dodatkowych długości fali, których mogą użyć, aby zajrzeć do galaktyki, i dzięki temu widać znacznie więcej galaktyki. Oprócz zobaczenia większej liczby gwiazd i większej liczby gromad gwiazd, możemy również zobaczyć więcej środka naszej Galaktyki, w tym supermasywną czarną dziurę, która została tam teoretycznie uznana za istniejącą.

Od pewnego czasu astronomowie nazywają region nieba zasłonięty przez Drogę Mleczną - „Strefę Unikania”. W czasach, gdy astronomowie mogli jedynie obserwować wzrokowo, Strefa Unikania zajmowała około 20% nocnego nieba. Ale obserwując na innych długościach fal, takich jak podczerwień, promieniowanie rentgenowskie, promienie gamma, a zwłaszcza fale radiowe, astronomowie widzą całe niebo z wyjątkiem około 10% nieba. To, co jest po drugiej stronie tych 10%, jest w większości tajemnicą.

Krótko mówiąc, poczyniono postępy. Ale do czasu, aż będziemy mogli wysłać statek poza naszą Galaktykę, który może zrobić migawki i wysłać je z powrotem do nas, wszystko w ciągu naszego życia, będziemy zależni od tego, co możemy obserwować od wewnątrz.

Mamy tutaj wiele interesujących artykułów na temat Drogi Mlecznej w Space Magazine. Na przykład, oto czym jest Droga Mleczna? A oto artykuł o tym, dlaczego nazywa się Drogą Mleczną, jak duża jest, dlaczego się obraca i jaka jest najbliższa jej galaktyka.

A oto 10 faktów na temat Drogi Mlecznej. I koniecznie sprawdź nasz przewodnik po kosmosie na Drodze Mlecznej.

I koniecznie sprawdź wywiad czasopisma Space Magazine z dr Andreą Ghez, profesorem astronomii na UCLA, mówiącym o tym, co znajduje się w centrum naszej Galaktyki.