Složení, struktura a velikost naší galaxie

2024 Autor: Miguel Ramacey | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 06:15

Mléčná dráha je pruhovaná spirální galaxie. Naše galaxie má průměr 100 000 až 180 000 světelných let. Vědci odhadují, že obsahuje 100-400 miliard hvězd. V Mléčné dráze je pravděpodobně nejméně 100 miliard planet. Sluneční soustava leží uvnitř disku, 26 490 světelných let od galaktického středu, na vnitřním okraji Orionského ramene, jedné ze spirálních koncentrací plynu a prachu. Hvězdy v nejvnitřnějších 10 000 světelných letech tvoří vybouleninu a jednu nebo více tyčinek. Galaktický střed je intenzivním rádiovým zdrojem známým jako Sagittarius A, což je pravděpodobně supermasivní černá díra o hmotnosti 4 100 milionů sluneční hmoty.

Rychlost a záření

Hvězdy a plyny se pohybují v širokém rozsahu vzdáleností od oběžné dráhy galaktického středu rychlostí asi 220 kilometrů za sekundu. Konstantní rychlost otáčení je v rozporu se zákony Keplerian dynamiky a naznačuje, že většina zHmota Mléčné dráhy nevyzařuje ani neabsorbuje elektromagnetické záření. Tato hmota se nazývá „temná hmota“. Doba rotace je v pozici Slunce asi 240 milionů let. Mléčná dráha se pohybuje rychlostí asi 600 km za sekundu vzhledem k extragalaktickým referenčním soustavám. Nejstarší hvězdy v Mléčné dráze jsou téměř tak staré jako samotný vesmír a pravděpodobně vznikly krátce po Velkém třesku, temném věku.

Vzhled

Střed Mléčné dráhy je ze Země viditelný jako mlhavý pás bílého světla, asi 30° široký, klenutý noční oblohou. Všechny jednotlivé hvězdy na noční obloze viditelné pouhým okem jsou součástí Mléčné dráhy. Světlo pochází z nahromadění nevyřešených hvězd a jiného materiálu umístěného ve směru galaktické roviny. Tmavé oblasti v pásmu, jako je Velká trhlina a Koalsak, jsou oblasti, kde mezihvězdný prach blokuje světlo ze vzdálených hvězd. Oblast oblohy, kterou skrývá Mléčná dráha, se nazývá zóna vyhýbání.

Jas

Mléčná dráha má relativně nízkou povrchovou jasnost. Jeho viditelnost může být značně snížena pozadím, jako je světlo nebo měsíční svit. Aby byla Mléčná dráha viditelná, musí být obloha tmavší než obvykle. Mělo by být viditelné, pokud je limit magnitudy přibližně +5,1 nebo vyšší, a ukazuje více detailů při +6,1. Díky tomu je Mléčná dráha obtížně viditelná z jasně osvětlených městských nebo příměstských oblastí, ale velmi viditelná z venkovských oblastí, kdyžMěsíc je pod obzorem. "Nový světový atlas umělého jasu noční oblohy" odhaluje, že více než jedna třetina světové populace nevidí Mléčnou dráhu ze svých domovů kvůli znečištění ovzduší.

Velikost galaxie Mléčná dráha

Mléčná dráha je druhá největší galaxie v Místní skupině se svým hvězdným diskem o průměru asi 100 000 litas (30 kpc) a průměrnou tloušťkou asi 1000 litas (0,3 kpc). Prstencovitý řetězec hvězd omotaný kolem Mléčné dráhy může patřit k samotné galaxii, oscilující nad a pod galaktickou rovinou. Pokud ano, znamenalo by to průměr 150 000–180 000 světelných let (46–55 kpc).

Hmotnost

Odhady hmotnosti Mléčné dráhy se liší v závislosti na použité metodě a datech. Na spodním konci rozsahu odhadu je hmotnost Mléčné dráhy 5,8 × 1011 hmotností Slunce (M☉), což je o něco méně než hmotnost galaxie Andromeda. Měření pomocí velmi dlouhého základního pole v roce 2009 ukázala rychlosti hvězd na vnějším okraji Mléčné dráhy až 254 km/s (570 000 mph). Protože orbitální rychlost závisí na celkové hmotnosti v poloměru oběžné dráhy, naznačuje to, že Mléčná dráha je hmotnější, zhruba stejná jako hmotnost galaxie v Andromedě při 7×1011 M☉ do 160 000 litrů (49 kpc) od jejího středu. V roce 2010 měření radiální rychlosti halo hvězd ukázalo, že hmotnost obsažená v 80 kiloparsekech je 7×1011 M☉. Podle studie zveřejněné v roce 2014 hmotnost celé Mléčné dráhyodhadovaná na 8,5×1011 M☉, což je asi polovina hmotnosti galaxie v Andromedě.

Temná hmota

Většinu Mléčné dráhy tvoří temná hmota, její neznámá a neviditelná forma, která gravitačně interaguje s běžnou hmotou. Halo temné hmoty je rozmístěno relativně rovnoměrně na vzdálenost větší než sto kilometrů (kpc) od galaktického středu. Matematické modely Mléčné dráhy naznačují, že hmotnost temné hmoty je 1-1,5×1012 M☉. Nedávné studie ukazují hmotnostní rozsah 4,5×1012 M☉ a rozměr 8×1011 M☉.

Mezihvězdný plyn

Celková hmotnost všech hvězd v Mléčné dráze se odhaduje na 4,6×1010 M☉ a 6,43×1010 M☉. Kromě hvězd existuje také mezihvězdný plyn obsahující 90 % vodíku a 10 % hélia, přičemž dvě třetiny vodíku jsou v atomární formě a zbývající třetina ve formě molekulárního vodíku. Hmotnost tohoto plynu se rovná 10 % nebo 15 % celkové hmotnosti hvězd v galaxii. Mezihvězdný prach tvoří další 1 % celkové hmoty.

Struktura a velikost naší galaxie

Mléčná dráha obsahuje 200 až 400 miliard hvězd a nejméně 100 miliard planet. Přesný údaj závisí na počtu velmi malých hvězd, které je obtížné detekovat, zejména ve vzdálenostech větších než 300 litas od Slunce. Pro srovnání, sousední galaxie v Andromedě obsahuje přibližně tři biliony hvězd, a proto přesahuje velikost naší galaxie. mléčná dráhamůže také obsahovat možná deset miliard bílých trpaslíků, miliardtých neutronových hvězd a sto milionů černých děr. Prostor mezi hvězdami vyplňuje disk plynu a prachu nazývaný mezihvězdné médium. Tento disk je poloměrem přinejmenším srovnatelný s hvězdami, zatímco tloušťka plynné vrstvy se pohybuje od stovek světelných let pro chladnější plyn až po tisíce světelných let pro plyn teplejší.

Mléčná dráha se skládá z oblasti jádra ve tvaru tyčinky obklopené diskem plynu, prachu a hvězd. Rozložení hmoty v Mléčné dráze velmi připomíná Hubbleův typ Sbc, představující spirální galaxie s relativně volně se rozkládajícími rameny. Astronomové poprvé začali tušit, že Mléčná dráha je spíše uzavřená spirální galaxie než obyčejná spirální galaxie v 60. letech 20. století. Jejich podezření byla potvrzena pozorováním Spitzerovým vesmírným dalekohledem v roce 2005, kdy byla centrální bariéra Mléčné dráhy větší, než se dříve myslelo.

Představy o velikosti naší galaxie se mohou lišit. Disk hvězd v Mléčné dráze nemá ostrou hranu, za kterou nejsou žádné hvězdy. Koncentrace hvězd spíše klesá se vzdáleností od středu Mléčné dráhy. Z nejasných důvodů za poloměrem asi 40 000 litas od středu klesá počet hvězd na krychlový parsek mnohem rychleji. Okolní galaktický disk je sférické galaktické halo hvězd a kulových hvězdokup, které se rozprostírá dále směrem ven, ale jeho velikost je omezena dráhami.dva satelity Mléčné dráhy - Velké a Malé Magellanova mračna, z nichž nejbližší se nachází ve vzdálenosti asi 180 000 litasů od Galaktického středu. V této vzdálenosti nebo za ní budou oběžné dráhy většiny halo objektů zničeny Magellanovými mraky. Proto budou takové objekty pravděpodobně vyvrženy z blízkosti Mléčné dráhy.

Hvězdné systémy a nezávislé planety

Otázka ohledně velikosti Mléčné dráhy je otázkou, jak velké jsou galaxie obecně. Jak pozorování gravitační mikročočky, tak i pozorování tranzitu planet naznačují, že existuje přinejmenším tolik planet směřujících ke hvězdám, kolik je hvězd v Mléčné dráze. A mikročočková měření naznačují, že existuje více nezávislých planet, které nejsou vázány na hostitelské hvězdy, než samotných hvězd. Podle Meilin Way připadá na jednu hvězdu alespoň jedna planeta, což má za následek odhadem 100-400 miliard.

Aby porozuměli struktuře a velikosti naší galaxie, vědci často provádějí různé analýzy tohoto druhu a neustále aktualizují a revidují zastaralá data. Například další analýza dat Keplera v lednu 2013 zjistila, že v Mléčné dráze je nejméně 17 miliard exoplanet velikosti Země. Astronomové 4. listopadu 2013 oznámili na základě dat z vesmírné mise Kepler, že v mezích hvězd a červených trpaslíků vhodných pro Slunce v oblasti Mléčné dráhy až 40miliardy planet o velikosti Země, 11 miliard z těchto odhadovaných planet může obíhat hvězdy podobné Slunci. Podle studie z roku 2016 by nejbližší taková planeta mohla být 4,2 světelných let daleko. Takové planety velikosti Země mohou být početnější než plynní obři. Kromě exoplanet byly detekovány také „exokomety“, komety mimo sluneční soustavu, které mohou být běžné v Mléčné dráze. Velikosti hvězd a galaxií se mohou lišit.