Compoziția, structura și dimensiunea galaxiei noastre

2024 Autor: Miguel Ramacey | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 06:27

Calea Lactee este o galaxie spirală cu dungi. Galaxia noastră are un diametru între 100.000 și 180.000 de ani lumină. Oamenii de știință estimează că conține 100-400 de miliarde de stele. Probabil că există cel puțin 100 de miliarde de planete în Calea Lactee. Sistemul solar se află în interiorul discului, la 26.490 de ani lumină de centrul galactic, pe marginea interioară a Brațului Orion, una dintre concentrațiile spiralate de gaz și praf. Stelele din cei mai interiori 10.000 de ani lumină formează o umflătură și una sau mai multe tije. Centrul galactic este o sursă radio intensă cunoscută sub numele de Săgetător A, care este probabil o gaură neagră supermasivă de 4.100 de milioane de masă solară.

Viteza și radiația

Stelele și gazele pe o gamă largă de distanțe de pe orbita Centrului Galactic se mișcă cu o viteză de aproximativ 220 de kilometri pe secundă. O viteză de rotație constantă este contrară legilor dinamicii kepleriene și sugerează că majoritateaMasa Căii Lactee nu emite și nu absoarbe radiații electromagnetice. Această masă a fost numită „materie întunecată”. Perioada de rotație este de aproximativ 240 de milioane de ani la poziția Soarelui. Calea Lactee se deplasează cu o viteză de aproximativ 600 km pe secundă în raport cu cadrele de referință extragalactice. Cele mai vechi stele din Calea Lactee sunt aproape la fel de vechi ca universul însuși și probabil s-au format la scurt timp după Big Bang Evul Întunecat.

Aspect

Centrul Căii Lactee este vizibil de pe Pământ ca o bandă neclară de lumină albă, lată de aproximativ 30°, arcuită de cerul nopții. Toate stelele individuale de pe cerul nopții vizibile cu ochiul liber fac parte din Calea Lactee. Lumina provine dintr-o acumulare de stele nerezolvate și alte materiale situate în direcția planului galactic. Regiunile întunecate din cadrul benzii, cum ar fi Great Rift și Koalsak, sunt zone în care praful interstelar blochează lumina de la stelele îndepărtate. Regiunea cerului pe care o ascunde Calea Lactee se numește Zona de evitare.

Luminozitate

Calea Lactee are o luminozitate relativ scăzută la suprafață. Vizibilitatea sa poate fi redusă mult de fundaluri precum lumina sau lumina lunii. Pentru ca Calea Lactee să fie vizibilă, cerul trebuie să fie mai întunecat decât de obicei. Ar trebui să fie vizibil dacă limita de magnitudine este de aproximativ +5,1 sau mai mare și arată mai multe detalii la +6,1. Acest lucru face Calea Lactee dificil de văzut din zonele urbane sau suburbane puternic iluminate, dar foarte vizibil din zonele rurale atunci cândLuna este sub orizont. „Noul Atlas mondial al luminozității cerului artificial de noapte” dezvăluie că mai mult de o treime din populația lumii nu poate vedea Calea Lactee din casele lor din cauza poluării aerului.

Mărimea galaxiei Calea Lactee

Calea Lactee este a doua cea mai mare galaxie din Grupul Local, cu discul său stelar de aproximativ 100.000 litas (30 kpc) în diametru și aproximativ 1000 litas (0,3 kpc) grosime medie. Șirul de stele în formă de inel înfășurat în jurul Căii Lactee poate aparține galaxiei în sine, oscilând deasupra și sub planul galactic. Dacă da, aceasta ar indica un diametru de 150.000-180.000 de ani lumină (46-55 kpc).

Mesă

Estimările masei Căii Lactee variază în funcție de metoda și datele utilizate. La capătul inferior al intervalului de estimare, masa Căii Lactee este de 5,8 × 1011 mase solare (M☉), ceva mai mică decât masa galaxiei Andromeda. Măsurătorile care au folosit o matrice de bază foarte lungă în 2009 au arătat viteze de până la 254 km/s (570.000 mph) pentru stelele de pe marginea exterioară a Căii Lactee. Deoarece viteza orbitală depinde de masa totală din raza orbitală, acest lucru sugerează că Calea Lactee este mai masivă, aproximativ egală cu masa galaxiei Andromeda la 7×1011 M☉ la 160.000 de litri (49 kpc) de centrul său. În 2010, o măsurare a vitezei radiale a stelelor halo a arătat că masa conținută în 80 de kiloparsec este de 7×1011 M☉. Potrivit unui studiu publicat în 2014, masa întregii Căi Lacteeestimată la 8,5×1011 M☉, ceea ce reprezintă aproximativ jumătate din masa galaxiei Andromeda.

Materia întunecată

Majoritatea Calei Lactee este materie întunecată, o formă necunoscută și invizibilă a acesteia, care interacționează gravitațional cu materia obișnuită. Haloul materiei întunecate este distribuit relativ uniform pe o distanță mai mare de o sută de kilometri (kpc) de Centrul Galactic. Modelele matematice ale Căii Lactee sugerează că masa materiei întunecate este de 1-1,5×1012 M☉. Studii recente arată o gamă de masă de 4,5×1012 M☉ și o dimensiune de 8×1011 M☉.

Gaz interstelar

Masa totală a tuturor stelelor din Calea Lactee este estimată a fi între 4,6×1010 M☉ și 6,43×1010 M☉. Pe lângă stele, există și un gaz interstelar care conține 90% hidrogen și 10% heliu, cu două treimi din hidrogen sub formă atomică și treimea rămasă sub formă de hidrogen molecular. Masa acestui gaz este egală cu 10% sau 15% din masa totală a stelelor din galaxie. Praful interstelar reprezintă încă 1% din masa totală.

Structura și dimensiunea galaxiei noastre

Calea Lactee conține între 200 și 400 de miliarde de stele și cel puțin 100 de miliarde de planete. Cifra exactă depinde de numărul de stele cu masă foarte mică care sunt greu de detectat, mai ales la distanțe mai mari de 300 de lite față de Soare. În comparație, galaxia vecină Andromeda conține aproximativ trei trilioane de stele și, prin urmare, depășește dimensiunea galaxiei noastre. Calea lacteepoate conține, de asemenea, poate zece miliarde de pitice albe, miliardele de stele neutronice și o sută de milioane de găuri negre. Umplerea spațiului dintre stele este un disc de gaz și praf numit mediu interstelar. Acest disc este cel puțin comparabil ca rază cu stelele, în timp ce grosimea stratului gazos variază de la sute de ani lumină pentru gazul rece până la mii de ani lumină pentru gazul mai cald.

Calea Lactee constă dintr-o regiune centrală în formă de tijă, înconjurată de un disc de gaz, praf și stele. Distribuția de masă în Calea Lactee seamănă foarte mult cu tipul Sbc al lui Hubble, reprezentând galaxii spirale cu brațe relativ libere. Astronomii au început să suspecteze pentru prima dată că Calea Lactee este o galaxie spirală închisă, mai degrabă decât o galaxie spirală obișnuită, în anii 1960. Suspiciunile lor au fost confirmate de observațiile telescopului spațial Spitzer din 2005, în care bariera centrală a Căii Lactee era mai mare decât se credea anterior.

Concepțiile despre dimensiunea galaxiei noastre pot varia. Discul de stele din Calea Lactee nu are o margine ascuțită dincolo de care nu există stele. Mai degrabă, concentrația de stele scade odată cu distanța față de centrul Căii Lactee. Din motive care nu sunt clare, dincolo de o rază de aproximativ 40.000 de lite de la centru, numărul de stele pe parsec cub scade mult mai repede. Discul galactic din jur este un halou galactic sferic de stele și clustere globulare care se extinde mai departe spre exterior, dar este limitat ca dimensiune de orbite.doi sateliți ai Căii Lactee - Norii Magellanic Mari și Mici, dintre care cel mai apropiat este situat la o distanță de aproximativ 180.000 de lite de Centrul Galactic. La sau dincolo de această distanță, orbitele majorității obiectelor halo vor fi distruse de Norii Magellanic. Prin urmare, este posibil ca astfel de obiecte să fie aruncate din vecinătatea Căii Lactee.

Sisteme stelare și planete independente

O întrebare despre dimensiunea Căii Lactee este o întrebare despre cât de mari sunt galaxiile în general. Atât observațiile cu microlensele gravitaționale, cât și cele de tranzit planetar indică faptul că există cel puțin la fel de multe planete cu stele, câte stele sunt în Calea Lactee. Și măsurătorile cu microlensing indică faptul că există mai multe planete independente care nu sunt legate de stele gazdă decât stelele înseși. Potrivit Calei Meilin, există cel puțin o planetă pe stea, rezultând aproximativ 100-400 de miliarde.

Pentru a înțelege structura și dimensiunea galaxiei noastre, oamenii de știință desfășoară adesea diverse analize de acest fel, actualizând și revizuind constant datele învechite. De exemplu, o altă analiză a datelor Kepler din ianuarie 2013 a constatat că există cel puțin 17 miliarde de exoplanete de dimensiunea Pământului în Calea Lactee. Pe 4 noiembrie 2013, astronomii au raportat, pe baza datelor din misiunea spațială Kepler, că în limitele stelelor și piticelor roșii potrivite pentru Soare în regiunea Calei Lactee, până la 40 demiliarde de planete de dimensiunea Pământului, 11 miliarde dintre aceste planete estimate pot orbita în jurul unor stele asemănătoare soarelui. Potrivit unui studiu din 2016, cea mai apropiată astfel de planetă ar putea fi la 4,2 ani lumină distanță. Astfel de planete de dimensiunea Pământului pot fi mai numeroase decât giganții gazosi. Pe lângă exoplanete, au fost detectate și „exocomete”, comete din afara sistemului solar, care pot fi comune în Calea Lactee. Dimensiunile stelelor și galaxiilor pot varia.