Astronomija

Disk mlečne poti

Disk mlečne poti


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Za tiste, ki te povezave še niso videli - si oglejte, saj gre za vznemirljivo 360-odstotno interaktivno panormično podobo Rimske ceste (morda bo morda treba naložiti nekaj časa!). Že nekajkrat sem ga brezdelo brskal in kot astronomski laik sem se vprašal, ali mi lahko kdo pomaga pri navigaciji po tem, kar gledam.

Čeprav se znam usmeriti in si na mlečen način predstaviti, kje smo, v čem je značilen črni pas? Predvidevam, da je to posledica odsotnosti zvezd na teh območjih. Vendar, kot sem razumel, so diski (pa tudi središče) območja z najvišjo koncentracijo zvezd. Ali te "vrzeli" povzroča temna snov?


Prah je!

Črni pas ni odsotnost zvezd, ampak bolj oblaki plina in prahu - pomemben sestavni del skoraj vseh spiralnih galaksij $ ^ dagger $ - ki blokirajo svetlobo zvezd v ozadju in svetlobnega plina.

Na sliki vidite tako posamične zvezde, razpršene po vsem svetu, kot tudi značilen svetel pas Mlečne ceste, katerega večina zvezd je tako daleč, da se prepletajo. Največ prahu je v ravnini Mlečne ceste. Posamezne zvezde so nam bližje od svetlega pasu in oblakov prahu, zato vidite milijarde zvezd v pasu Rimske ceste, katerih del svetlobe blokira prah, nato pa na vrhu tega vidite nekaj 1000-ih posameznih zvezd, ki so bližje.

Sestavni deli galaksij

Galaksije sestavljajo približno 85% temne snovi in ​​15% običajne ("barionske") snovi. Daleč večino običajne snovi predstavljata vodik in helij, od katerih sta nekateri zaprti v zvezde, nekateri pa v ogromnih oblakih plina, včasih žarečih (rožnati oblaki, ki jih vidite na sliki Mlečne ceste, so verjetno vodikovi oblaki, ki jih vznemirja s trdim UV sevanjem vročih in masivnih zvezd, ki nato oddajajo H $ alfa $ svetlobo). Majhen del (1-2%) normalne snovi je težji element, ki ga astronomi leno imenujejo "kovine". Približno 2/3 kovin je v plinski fazi, preostala 1/3 pa se je osiromašila v prašna zrna, npr. silikati in saje. Ta prah se pomeša z oblaki plina in pogosto postane dovolj gost, da blokira svetlobo zvezd.

Močna odvisnost ekstinkcijskih lastnosti prahu od valovne dolžine

Vendar prah razprši in absorbira svetlobo s kratkimi valovnimi dolžinami (kot sta modra in UV) veliko bolj učinkovito kot dolge valovne dolžine (na primer rdeča in infrardeča). Torej, čeprav lahko učinkovito blokira vizualno in UV svetlobo, infrardeča svetloba prehaja bolj ali manj neovirano. Če na primer pogledate molekularni oblak Barnard 68 v rdeči in bližnji infrardeči luči, je videti črno (levo na spodnji sliki), če pa pogledate dlje v infrardečo, lahko dejansko vidite zvezde v ozadju (desno spodaj ):

Slika vzeta iz ESO.

Temna snov

Temne snovi ni mogoče videti. No ... temno je. V interakciji je z normalno snovjo in svetlobo samo skozi gravitacijo. To pomeni, da če bi lahko postavili kepo temne snovi pred zvezdo (res ne morete), ne bi blokirali njene svetlobe. Šlo bi naravnost skozi. Če bi bila kepa dovolj velika, bi lahko gravitacijsko odbila svetlobo, zato bi se vam ozadna zvezda zdela popačena, prav tako pa tudi gruda normalne snovi (npr. Črna luknja).


$ ^ dagger $Nasprotno pa medzvezdni medij eliptična galaksije so ponavadi precej bolj prazne in prazne.


Pela ima lep odgovor, dodal bom samo svoja 2 centa.

Čeprav se znam usmeriti in si na mlečen način predstaviti, kje smo, v čem je značilen črni pas? Predvidevam, da je to posledica odsotnosti zvezd na teh območjih.

Črni pas verjetno blokira nekatera bolj gosta območja zvezd, sploh ne pomanjkanje zvezd, z izjemo, mislim, za večje temno območje skrajno levo, kar bi lahko bilo pomanjkanje zvezd v Mlečni poti. Verjamem, da je okno z nizko gostoto zvezd Hubble večino svojega časa namenjen iskanju globokega vesolja.

Razmislite tudi o tem, katera svetilnejša svetilka je oddaljena 6 centimetrov od vašega očesa ali avtomobilska luč 60 metrov stran. Morda je središče naše galaksije precej svetlejše, vendar smo od njega precej oddaljeni, zato je relativna svetlost, ki jo vidimo na Mlečni poti, bolj izenačena. Veliko svetlobe v tej beli črti, ki jo vidimo, prihaja iz razmeroma blizu zvezd. To je povsem drugačna perspektiva kot naš pogled na Andromedo, kjer je središče toliko svetlejše.

Vendar, kot sem razumel, so diski (pa tudi središče) območja z najvišjo koncentracijo zvezd.

Vidite, da postane v sredini nekoliko debelejši, najsvetlejši del pa je spodnji sredinski del. Svetlo središče je tam na sliki, le da ga v veliki meri blokirajo plin in prah.

Ali te "vrzeli" povzroča temna snov?

Temna snov je v bistvu nevidna za vso svetlobo, razen če jo je dovolj za upogibanje svetlobe, jo lahko posredno opazujemo.


Najosnovnejši razlog je, da človeško prosto oko ne vidi vseh delov elektromagnetnega spektra. Zvezd je veliko več, kot jih redno vidimo, verjetno ležijo v infrardeči regiji.


Halo Milky Way je podoben disku in grudast, študijske oddaje

Z uporabo rentgenskih podatkov NASA-jevega mini satelita HaloSat so astronomi ugotovili, da je naša Galaksija Rimske ceste obkrožena z nerodnim haloom vročih plinov, ki se nenehno oskrbujejo z materialom, ki ga izpuščajo rojene ali umirajoče zvezde, in da ta halo, znan tudi kot cirkugalaktični medij, ima geometrijo, podobno disku.

Naša Galaksija Rimske ceste je obdana z ogromno halo plazme (v izvedbi tega umetnika je videti modro). Zasluga za sliko: NASA / CXC / M.Weiss / Ohio State / A. Gupta et al.

Vsaka galaksija ima cirkugalaktični medij in te regije so ključne za razumevanje ne le tega, kako so se galaksije oblikovale in razvijale, temveč tudi, kako je vesolje napredovalo od jedra helija in vodika do kozmološkega prostranstva, polnega zvezd, planetov, kometov in vseh drugih vrst. nebesnih sestavin.

Nasin rentgenski observatorij HaloSat, ki je bil izpuščen v vesolje leta 2018, išče barionsko snov & # 8212, torej enake delce, ki sestavljajo vidni svet & # 8212, ki naj bi manjkali od rojstva vesolja pred skoraj 14 milijardami let.

Ta mini-satelit je opazoval okoliški galaktični medij Rimske ceste, da bi dokazal, da tam lahko prebiva manjkajoča barionska snov.

Barionska snov se razlikuje od temne snovi, ki je nevidna in ne deluje z nobeno silo, razen z gravitacijo. Znanstveniki lahko predstavljajo le približno dve tretjini barionske snovi, ki bi morala biti prisotna v vesolju.

Profesor Philip Kaaret z univerze v Iowi in sodelavci so želeli poiskati manjkajočo snov, da bi bolje razumeli konfiguracijo cirkugalaktičnega medija.

Natančneje, astronomi so želeli ugotoviti, ali je cirkugalaktični medij ogromen, razširjen halo, ki je velikokrat večji od naše Galaksije & # 8212, v tem primeru pa lahko shrani celotno število atomov, da reši vprašanje manjkajočega bariona.

Če pa je cirkugalaktični medij večinoma iz recikliranega materiala, bi šlo za razmeroma tanko, zabuhlo plast plina in malo verjetno manjkajočo barionsko snov.

"Kar smo storili, vsekakor pokažemo, da je del cirkugalaktičnega medija z visoko gostoto, ki je v rentgenskih žarkih svetel, in povzroča veliko rentgenskih žarkov," je dejal profesor Kaaret.

»Toda še vedno bi lahko obstajal res velik, razširjen halo, ki je v rentgenskih žarkih le zatemnjen. In morda bi bilo težje videti ta zatemnjen, podaljšan halo, ker je na poti ta svetleč diskovni disk. "

"Izkazalo se je, da samo s HaloSatom resnično ne moremo reči, ali ta razširjeni halo res obstaja."

Ekipa je bila presenečena nad strmostjo cirkulagalaktičnega medija, saj je pričakovala, da bo njegova geometrija bolj enakomerna.

Gostejša območja so regije, v katerih nastajajo zvezde in kjer se material trguje med Mlečno cesto in cirkulagalaktičnim medijem.

"Zdi se, kot da Mlečna pot in druge galaksije niso zaprti sistemi," je dejal profesor Kaaret.

"Pravzaprav medsebojno sodelujejo, mečejo material v cirkugalaktični medij in ga tudi vračajo."

Naslednji korak je združiti podatke HaloSat s podatki drugih rentgenskih opazovalnic, da ugotovimo, ali obstaja razširjen halo, ki obdaja Mlečno cesto, in če je tam, izračunamo njegovo velikost. To pa bi lahko rešilo manjkajočo sestavljanko bariona.

"Tisti manjkajoči barioni bi morali biti nekje," je dejal profesor Kaaret.

"So v halosih okoli posameznih galaksij, kot je naša Mlečna pot, ali pa so v nitkah, ki se raztezajo med galaksijami."

Ugotovitve so bile objavljene v reviji Astronomija narave.

P. Kaaret et al. Diskast in grudast cirkugalaktični medij Rimske ceste, viden pri oddajanju rentgenskih žarkov. Nat Astron, objavljeno na spletu 19. oktobra 2020 doi: 10.1038 / s41550-020-01215-w

Ta članek temelji na sporočilih za javnost Univerze v Iowi in Nacionalne uprave za aeronavtiko in vesolje.


Debeli disk Milky Way je star 10 milijard let, pravijo astronomi

Naša Galaksija Rimske ceste je sestavljena iz dveh podobnih struktur, imenovanih "debeli" in "tanki" diski. Debel disk vsebuje le približno 20% vseh zvezd Galaksije in naj bi bil glede na njegovo navpično zabuhlost in sestavo starejši od para. Astronomi so na podlagi podatkov vesoljskega teleskopa Kepler iz NASE izračunali, da je debel disk star približno 10 milijard let.

Naša Galaksija Rimske ceste bi bila z velike razdalje videti kot tanek disk zvezd, ki kroži enkrat na nekaj sto milijonov let okoli svoje osrednje regije, kjer stotine milijard zvezd zagotavlja gravitacijsko "lepilo", ki drži vse skupaj. Toda ta gravitacijski pritisk je na daleč zunanjem disku Galaksije veliko šibkejši. Tam atomi vodika, ki sestavljajo večino plinskega diska Rimske ceste, niso več omejeni na tanko ravnino, temveč dajejo disku podoben ali ukrivljen videz. Zasluga za podobo: Xiaodian Chen.

"Ta ugotovitev razkrije skrivnost," je povedal vodilni avtor dr. Sanjib Sharma, astronom iz Centra odličnosti ARC za vesoljsko astrofiziko v treh dimenzijah (ASTRO-3D) in Univerze v Sydneyu.

»Prejšnji podatki o starostni porazdelitvi zvezd na disku se niso strinjali z modeli, ki so bili izdelani za njegov opis, vendar nihče ni vedel, kje je napaka & # 8212 v podatkih ali modelih. Zdaj smo skoraj prepričani, da smo ga našli. "

Dr. Sharma in sodelavci so uporabili metodo, znano kot asteroseizmology, način identifikacije notranjih struktur zvezd z merjenjem njihovih nihanj pri potresih zvezd.

"Potresi ustvarjajo zvočne valove znotraj zvezd, zaradi katerih zvonijo ali vibrirajo," je pojasnil dr. Dennis Stello iz ASTRO-3D in Univerze v Novem Južnem Walesu.

»Proizvedene frekvence nam povedo nekaj o notranjih lastnostih zvezd, vključno z njihovo starostjo. Podobno je prepoznavanju violine kot Stradivariusa s poslušanjem njenega zvoka. "

Umetnikov vtis o Galaksiji Rimske ceste, ki prikazuje debele in tanke diske. Zasluga za sliko: NASA / JPL Caltech / R.Hurt / SSC.

To staranje omogoča raziskovalcem, da se v bistvu ozrejo nazaj v čas in prepoznajo obdobje v zgodovini vesolja, ko je Mlečna pot oblikovala prakso, znano kot galaktična arheologija.

Saj ne, da dejansko slišijo zvok, ki ga povzročajo potresi zvezd. Namesto tega iščejo, kako se notranje gibanje odraža v spremembah svetlosti.

"Zvezde so le sferični instrumenti, polni plina, vendar so njihove vibracije majhne, ​​zato moramo biti zelo previdni," je dejal dr. Sharma.

“Izjemne meritve svetlosti, ki jih je opravil Kepler, so bile za to idealne. Teleskop je bil tako občutljiv, da bi lahko zaznal zatemnitev avtomobilskih žarometov, ko bi po njem hodila bolha. «

Podatki, ki jih je Kepler posredoval v štirih letih po objavi leta 2009, so astronomom predstavljali težavo.

Podatki kažejo, da je v debelem disku več mlajših zvezd, kot so predvidevali modeli.

Vprašanje, s katerim se je soočilo znanstvenike, je bilo močno: ali so bili modeli napačni ali so bili podatki nepopolni?

Sveža spektroskopska analiza je pokazala, da je bila kemična sestava, vključena v obstoječe modele zvezd v debelem disku, napačna, kar je vplivalo na napoved njihove starosti.

Ob upoštevanju tega so raziskovalci ugotovili, da so se opaženi asteroseizmični podatki zdaj "odlično ujemali" z napovedmi modelov.

"Rezultati zagotavljajo močno posredno preverjanje analitične moči asteroseizmologije za ocenjevanje starosti," je dejal dr. Stello.

Rezultati so objavljeni v Mesečna obvestila Kraljevskega astronomskega društva.

Sanjib Sharma et al. 2019. Anketa K2-HERMES: starost in kovino debele plošče. MNRAS 490 (4): 5335-5352 doi: 10.1093 / mnras / stz2861


Kategorije

Statistika

Število ogledov:1,058,858
Všeč mi je:13,948
Ne mara:231
Komentarji:899
Trajanje:11:14
Naloženo:2015-10-22
Zadnja sinhronizacija:2020-11-26 07:00

Danes govorimo o naši galaktični soseski: Mlečni poti. To je diskovna galaksija, zbirka prahu, plina in stotine milijard zvezd, Sonce pa je približno na polovici središča. Disk ima v sebi velike spiralne vzorce, ki jih tvorijo zastoji zvezd in meglic, kjer se rodijo zvezde. Osrednja regija je v obliki palice in je večinoma starih rdečih zvezd. Obkroža nas tudi oreol starih zvezd.

Kazalo
Mlečna pot je disk 2:54
Grand Spiral Patterns 4:21
Osrednja regija ima obliko črte 7:48
Zunanja aureola starih zvezd 9:09

FOTOGRAFIJE / VIDEO
Mlečna pot, risba umetnika http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/multimedia/20080603a.html [kredit: NASA / JPL-Caltech]
Joshua Tree http://deepskycolors.com/astro/2013/04/2013-04_JoshuaTree_MW.jpg [kredit: Rogelio Bernal Andreo]
Mozaik regije Center Milky Way http://sguisard.astrosurf.com/Pagim/GC.html [kredit: ESO]
Nova Hubblova slika zvezdne kopice Messier 15 http://www.spacetelescope.org/images/heic1321a/ [kredit: NASA, ESA]
Umetnikov vtis o Mlečni poti http://www.spacetelescope.org/videos/hubblecast70b/ [kredit: ESA / Hubble in M. Kornmesser]
M83 (samo Hubble in Hubble-Subaru-ESO Composite) http://www.robgendlerastropics.com/M83-New-HST.html [kredit: Robert Gendler, 8,2-metrski teleskop Subaru (NAOJ), Evropski južni observatoriji, Hubblov arhiv zapuščine ]
Največji Hubblov portret galaksije ponuja nov pogled visoke ločljivosti http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2006/10/image/a/ [kredit: NASA, ESA, K. Kuntz (JHU), F. Bresolin (Univerza na Havajih), J. Trauger (Jet Propulsion Lab), J. Mold (NOAO), Y.-H. Chu (Univerza v Illinoisu, Urbana) in STScI]
NGC 3344 http://skycenter.arizona.edu/gallery/Galaxies/NGC3344 [kredit: Adam Block / Mount Lemmon SkyCenter / Univerza v Arizoni]
Pojasnjena Mlečna pot http://www.jpl.nasa.gov/images/wise/20150603/spitzer20150603.jpg [kredit: NASA / JPL-Caltech]
Črna luknja s korono, rentgenski vir (umetnikov koncept) https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#/media/File:Black_Holes_-_Monsters_in_Space.jpg [kredit: NASA / JPL-Caltech]
Galaksija in njen halo http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2008/06/A_galaxy_and_its_halo [kredit: ESA (slika C. Carreau)]
Kako postati zvezda http://www.eso.org/public/images/eso0102a/ [kredit: ESO]

V zadnjih nekaj tednih sem govoril o našem Soncu, planetih in drugih predmetih našega Osončja, zvezdah (tako velikih kot majhnih), rjavih palčkih, eksplanetah, supernovah in oblakih plina in prahu. Kaj je skupnega vsem tem? Pa oni, mi, vsi živimo v istem mestu. To je veliko mesto in se imenuje Galaksija Rimske ceste.

Prestavimo na lov. Galaksija Rimske ceste je velika, ravna, v obliki diska zbirka plina, prahu in zvezd. Razprostranjeni megalopolis, ki presega um 100.000 svetlobnih let in je debel nekaj tisoč svetlobnih let. Sonce je v njem le ena od sto milijard zvezd, mi pa se nahajamo na pol poti iz središča, v predmestju. Disk ima v sebi dve glavni spiralni roki in dve manjši. Ti se združijo bolj ali manj sredi galaksije. V središču diska je stolpec, podolgovata, približno valjasta zbirka starih rdečih zvezd.

Vem, veliko je treba sprejeti. Prebral bom kos za delčkom in kako vemo, da se vse to, tako kot pri mnogih drugih tako globokih astronomskih odkritjih, začne dovolj preprosto: iti ven in pogledati navzgor.

Če se v noči brez meseca znajdete na temnem mestu, boste videli šibek nejasen sij, ki se razteza po nebu. Na nekaterih mestih je svetlejše kot na drugih in če so vidna ozvezdja Strelca in Škorpijona, boste opazili, da se tok tam širi in tvori izboklino, ki je očitno večja od vaše iztegnjene roke.

Podobnost tega sijaja s potjo ali reko je močna in tudi številne starodavne kulture so to videle. Ker sveti dolgočasno belo, so jo imenovali že stari Grki galaksijaali mlečno. Skozi tisočletja se je to ime zataknilo in zdaj ga imenujemo Mlečna pot ali odveč, Galaksija Rimske ceste.

Ampak kaj je ta sijaj? Zdelo se je, da je megleno, oblačno, dokler nekega dne moški z imenom Galileo ni usmeril svojega na novo izdelanega teleskopa. Presenečen je bil, ko je videl, da ga dejansko sestavljajo zvezde, na tisoče. Bili so tako tesno skupaj in tako šibki, da jih naše gole oči niso mogle videti posamezno. Namesto tega sta se združila, da sta ustvarila ta sijaj.

Jasno je bilo, da je bilo na nebu veliko več zvezd, kot jih je bilo okoli 6000 vidnih našim prostim očem. Koliko pa še? in kakšno splošno obliko so oblikovali?

Astronomi so menili, da bi lahko štetje zvezd v različne smeri lahko
razkrivajo obliko. Če je galaksija daljša v eno smer kot druge, bi morali videti več zvezd v tej smeri. Skozi stoletja so zemljevidi nastajali na ta način in na splošno so pokazali, da je galaksija ovalne oblike ali sploščen disk s Soncem blizu središča. Ta metoda štetja zvezd je dobra ideja, vendar je usodno pomanjkljiva. Ne upošteva medzvezdnega prahu.

Kot smo videli v svoji epizodi o meglicah, prah absorbira vidno svetlobo zvezd in jih skriva pred našim pogledom. Kot da bi bil v zadimljeni sobi, kjer ne vidiš sten. Zdi se, da je soba manjša, kot je v resnici, in videti je, kot da ste v središču, tudi če ste blizu ene od sten.

Kroglaste kopice so bile dober namig, da se dogaja več. Te kroglaste kroglice zvezd krožijo okoli galaksije tudi zunaj njenega glavnega telesa. Na eni strani neba jih je več kot na drugi strani, česar ne bi pričakovali, če bi bili v vesolju enakomerno porazdeljeni.

Najenostavnejša razlaga je bila, da dejansko bili enakomerno porazdeljena v vesolju, vendar je bila mi ki so bili izven centra. Meritve so postavile Sonce približno 25.000 svetlobnih let od galaktičnega središča, ki je bilo v smeri Strelca. Hej, tam se sijaj Rimske ceste na nebu posvetli in razširi. Naključje?

V tem trenutku so se stvari sestavljale. Mlečna pot mora biti sploščen disk z izboklino na sredini. Sonce je v tem disku, daleč od središča. Od znotraj ga vidimo kot široko črto na nebu, in ko pogledamo proti središču, proti Strelcu na nebu, vidimo to izboklino kot veliko kapljico. Disk je tanjši kot širok, zato vidimo več zvezd, ki gledajo v disk kot takrat, ko ga gledamo navzgor ali navzdol.

Kaj pa sam disk? Ali ima v sebi strukturo ali je bolj podobna gladki, ravni plošči? To je težko določiti z uporabo vidne svetlobe. Prah močno omejuje naš pogled. Če pogledamo v disk, lahko vidimo le približno tisoč svetlobnih let, preden prah blokira vse, kar je za njim. Toda s pojavom radijske astronomije smo tudi to ugotovili.

Oblaki plinov, ki tvorijo zvezde, oddajajo zelo ozek obseg valovnih dolžin radijskih valov, s čimer bi lahko izmerili njihov dopplerjev premik (kako hitro so se premikali proti nam ali stran). Ob nekaj osnovnih predpostavkah bi lahko našli tudi njihovo grobo razdaljo.

Najden je bil neverjeten rezultat. Lokacije teh meglic so nakazovale, da je bil disk Rimske ceste razdeljen na spiralne krake, ogromne krilate roke, ki so bili dolgi deset tisoč svetlobnih let.

Zanimivo je, da so se vse mlade masivne svetle zvezde zdele tudi v teh spiralnih krakih, pri čemer nobene ni bilo v očitnih režah med krakoma. Ampak to je smiselno. Kot vse zvezde se tudi te masivne tvorijo v orjaških meglicah, vendar v nasprotju z večino zvezd ne živijo prav dolgo, preden eksplodirajo v supernovah. Če je večina meglic v rokah, bodo tudi te masivne zvezde. Ne živijo dovolj dolgo, da bi se zelo daleč od svojih drevesnic, preden eksplodirajo.

Tu so stvari nekoliko čudne. Morda boste o rokah mislili kot o strukturi ogromnih zbirk zvezd in meglic, ki se gibljejo skupaj po središču galaksije, vendar to ne more biti pravilno. Če bi bilo tako, bi se zvili kot vrvica na tuljavi, saj zvezde v meglicah bližje galaktičnemu središču krožijo hitreje. Vemo pa, da so spiralni kraki že nekaj časa in niso naviti.

To je zato, ker niso dejanske strukture. So prometni zastoji. Pomislite na avtocesto, na kateri je gost promet. Iz nekega razloga en avto nekoliko upočasni. Avto za njim upočasni, avto za tem pa tudi zavira. Je kot val, ki se skozi promet premika nazaj in upočasni vse. Tam, kjer se upočasnijo, se tudi nagnejo, zato vidite več avtomobilov in tovornjakov v zastoju.

Smešno pri zastojih je, da običajno vztrajajo dlje časa, tudi ko se avtomobili iz njih odselijo. Avtomobil spredaj se lahko za trenutek upočasni, nato pa pospeši, toda avtomobili za njim se še vedno počasi premikajo, zadaj pa se kopiči več avtomobilov. Za vsak avto, ki pusti zastoj spredaj, vstopi drug od zadaj. Čeprav dejanski posamezni avtomobili prihajajo in odhajajo, zastoji še vedno obstajajo.

Spiralne roke so enak pojav. Začetni val, zagozditev, lahko sproži nekakšna motnja na disku. Morda pregosta regija, ki nastane, ko se nekaj orjaških molekularnih oblakov razbije skupaj. Ko se ta učinek enkrat ustvari, se širi navzven kot valovanje v ribniku in se z vrtenjem predmetov na disku striže v spiralni valovni vzorec. Zvezde in meglice vstopijo v val, se malo naberejo, se premaknejo po njem in nadaljujejo svojo veselo pot, ko ga zapustijo.

Naše Sonce potrebuje približno 250 milijonov let, da kroži okoli galaksije, kar pomeni, da je od rojstva naredilo približno 20 orbit. V svojem dolgem življenju se je večkrat premaknil v in iz spiralnih krakov. Zato se spiralne roke ne navijajo. Roke so valovi iz predmetov v njih, vendar so predmeti sami prehodni.

Vendar pa obstaja še nekaj več. Meglica, ki vstopa v spiralno roko, lahko zadene drugo, ki je že tam. Kozmični blatnik. Toda ko se to zgodi, se meglice lahko sesujejo in tvorijo zvezde.

Nekateri so masivni, svetleči, modri in vroči. Te zvezde je zelo enostavno opaziti na velikih razdaljah, zaradi česar so spiralni kraki galaksije videti modri. Prižgejo tudi plin okoli sebe, s čimer poudarijo spiralne ročice. Spiralni kraki so tam, kjer se v galaksiji zgodi večina rojstev zvezd, kar pomaga vzdrževati spiralni vzorec. So vrhunski projekti, ki jih izvajajo množice.

Po vsem tem je dejansko težko reči, koliko spiralnih krakov ima Mlečna pot. Že dlje časa imamo dva, toda nedavna študija lokacij zvezdnih kopic kaže, da jih dejansko obstajajo štiri. Milky-Wayologi se še vedno prepirajo glede tega, toda tako ali tako obstajajo tudi kratki ostrogi, ki se odcepijo tudi iz večjih orožij. Naše Sonce se nahaja tik pred enim od teh manjših krakov, imenovanim Orionova roka.

Kartiranje spiralnih krakov galaksije je v teku in je v neredu. Kot da bi se znašel znotraj orkana in poskušal ugotoviti njegovo strukturo. Ampak za zdaj nam gre kar dobro.

V središču galaksije je izboklina. Nedavna opažanja kažejo, da gre dejansko za cilindrično palico rdečih zvezd, ki je usmerjena skoraj neposredno proti nam, zato se nam zdi bolj krožna. Ta regija je zelo stara. Vse rojstvo zvezd tam se je zgodilo že zdavnaj in prenehalo, ko je zmanjkalo plina. Za razliko od spiralnih krakov, kjer se zvezde še vedno aktivno rodijo, so vse modre zvezde v baru že dolgo mrtve, eksplodirale in za seboj puščajo milijarde rdečih zvezd z manjšo maso.

Bar je verjetno dolg približno 20.000 svetlobnih let. Ta nenavadna struktura je posledica čudne gravitacije galaktičnega diska. Za razliko od našega Osončja, kjer osrednje Sonce prevladuje nad gravitacijo, je gravitacija galaksije razporejena na ogromnem območju. Ta porazdelitev zvezd in gravitacije pomeni, da se lahko pojavijo in se vzdržujejo čudne strukture, kot so spiralni kraki in osrednje palice. V nasprotju z rokami pa se palica vrti kot ena enota. Zvezde ob robu naredijo eno orbito istočasno kot zvezde bližje.

V samem središču galaksije sedi zelo masivna črna luknja, ki ima 4 milijone mas Sonca. To se morda zdi ogromno, vendar ne pozabite, da ima galaksija na stotine milijard zvezd. Osrednja črna luknja je pravzaprav le majhen majhen del galaksije. Toda o tem bomo izvedeli več v prihodnji epizodi in videli bomo, da je morda igral zelo veliko vlogo pri nastanku in razvoju naše galaksije.

Zadnja sestavina Rimske ceste je njen halo, ogromen sferičen oblak zvezd, ki ga obdajajo na veliko razdaljo, več kot 100.000 svetlobnih let. O halou ne vemo veliko, vemo pa, da so zvezde v njem stare. Tam ne pride do nastanka zvezd, zato bi bile vse zvezde, ki jih vidimo, stare. Možno je, da so nekatere zvezde v halo tam nastale, druge pa so po trkih z drugimi zvezdami in kopami odnesle v halo. Ko smo že pri tem, je večina kroglastih kopic, ki krožijo po Rimski cesti, v halou. Skupaj jih je več kot 150.

Torej, tu ste, naše lokalno galaktično mesto. Toda kot pri vsakem manjšem mestecu se tudi tu lahko vprašamo, ali je to vse. Kaj je še tam zunaj? In na začetku 20. stoletja so astronomi začeli spraševati isto. Je Mlečna pot galaksija, oz a galaksija? Ohhh, tukaj bomo naredili velik korak s Crash Course: Astronomija, res velik korak. Boljši trak. Z naslednjo epizodo bo vesolje postalo veliko večje.

Danes ste izvedeli, da je Mlečna pot diskovna galaksija: zbirka prahu, plina in stotine milijard zvezd s Soncem, ki se nahaja približno na polovici središča. Disk ima v sebi velike spiralne vzorce, ki jih tvorijo zastoji zvezd in meglic, kjer se rodijo zvezde. Osrednja regija je v obliki palice in je večinoma starih rdečih zvezd. Obkroža nas tudi oreol starih zvezd.

Crash Course: Astronomija nastaja v sodelovanju s PBS Digital Studios. Pojdite na njihov YouTube kanal, da ujamete še bolj galaktično kul videoposnetke. To epizodo sem napisal jaz, Phil Plait. Scenarij je uredil Blake de Pastino, naša svetovalka pa je dr. Michelle Thaller. Režiral jo je Nicholas Jenkins, uredila Nicole Sweeney. Oblikovalec zvoka je Michael Aranda, grafična ekipa pa Thought Cafe.

za preklop bližnjic na tipkovnici.
[(levi oklepaj): pet sekund nazaj
] (desni oklepaj): naprej pet sekund
= (enako): vstavite časovni žig
(poševnica nazaj): predvajanje ali zaustavitev videoposnetka

Označevanje točke v videoposnetku z (?) Bo drugim uporabnikom olajšalo prepisovanje. Uporabite ga, če niste prepričani, kaj se govori, ali če niste prepričani, kako se črkuje, kaj je rečeno.


Disk Mlečne poti je večji, kot smo mislili

Spiralne galaksije, kot je Mlečna pot, imajo res tanke diske, v katerih je večji del njihovih zvezd. Te plošče so omejene po velikosti, tako da je čez določen radij ostalo zelo malo zvezd.

V naši Galaksiji se nismo zavedali, da so v disku zvezde na razdalji od središča, ki je več kot dvakrat večja od sončne. To pomeni, da je naša lastna zvezda očitno krožila okoli približno polovice galaktičnega polmera. Zdaj pa vemo, da obstajajo zvezde precej dlje, na več kot trikrat večji razdalji, in verjetno je, da so nekatere zvezde na več kot štirikratni razdalji Sonca od galaktičnega središča.

"Disk naše galaksije je ogromen, s premerom približno 200 tisoč svetlobnih let," pravi Mart & iacuten L & oacutepez-Corredoira, raziskovalec pri IAC in prvi avtor članka, ki je bil nedavno objavljen v reviji Astronomija in amp Astrofizika in katerih avtorji prihajajo tako iz IAC kot iz NAOC.

Na splošno lahko o galaksijah, kot je Mlečna cesta, mislimo, da so sestavljene iz vrtljivega diska, ki vključuje spiralne krake, in halo sferične oblike, ki ga obdaja. Ta del raziskave je primerjal številčnost kovin (težkih elementov) v zvezdah galaktične ravnine s halo, da bi ugotovil, da obstaja mešanica zvezd iz diska in halo na omenjene velike razdalje.

Raziskovalci so do teh zaključkov prišli po statistični analizi datuma raziskovanja iz APOGEE in LAMOST, dveh projektov, ki pridobivajo spektre zvezd za pridobivanje informacij o njihovih hitrostih in njihovi kemični sestavi. "Z uporabo kovinskih zvezd v katalogih iz visokokakovostnih spektralnih atlanov APOGEE in LAMOST ter z razdaljami, na katerih so predmeti, smo pokazali, da obstaja precejšen delež zvezd z večjo kovinskostjo, značilen za disk zvezde, več kot je bila prej predvidena meja polmera diska Galaxy, "pojasnjuje Carlos Allende, raziskovalec pri IAC in soavtor te publikacije.

Francisco Garz & oacuten, raziskovalec IAC, ki je še eden od avtorjev članka, pojasnjuje, da "nismo uporabili modelov, ki nam včasih dajo le odgovore, za katere so bili zasnovani, vendar smo uporabili le statistiko velikega števila predmetov Rezultati torej ne vsebujejo apriornih predpostavk, razen nekaj osnovnih in dobro uveljavljenih. "


Kje Mlečna pot dobi svojo energijo? Znanstveniki so morda našli odgovor

Nova študija namiguje, koliko energije teče skozi središče naše galaksije.

Bob Benjamin je opazoval Mlečno pot, ko je opazil nekaj čudnega.

Profesor na astronomskem oddelku Univerze v Wisconsinu-Madisonu in soavtor nove študije je videl rdečo, nagnjeno strukturo, ki se je prebila skozi luknjo v prahu v temnem središču galaksije.

Nagnjeni disk - Ta nenavadna struktura je sestavljena iz ioniziranega vodikovega plina ali plina z dovolj energije, da loči svoje elektrone od atomov ali molekul, kar se kaže skozi rdeč sij svetlobe. Pojav je postal znan kot nagnjen disk, ker je videti nagnjen v primerjavi z ostalo Mlečno cesto, vendar znanstveniki niso mogli pojasniti, kako je nastal. Znanstvena skupnost je svoj odgovor dobila, ko je imela skupina astronomov redko priložnost, da z uporabo optične svetlobe pokuka na nagnjeni disk, ki jim je omogočil opazovanje skrivnostnega ioniziranega plina.

Njihove raziskave so v članku, objavljenem prejšnji teden v reviji Znanstveni napredek, in vsebuje namige o tem kaj poganja Mlečno pot.

The reason why astronomers are baffled by the Tilted Disk is the amount of ionized hydrogen gas requires an ongoing source of energy to keep the electrons separated, and they have not identified the source of energy.

The study found that 48 percent of hydrogen in the center of the Milky Way has been ionized by an unknown source.

Matthew Haffner, assistant professor of physics & astronomy at Embry-Riddle and co-author of the study, explains that when it comes to ionized gas, seeing is knowing.

"Without an ongoing source of energy, free electrons usually find each other and recombine to return to a neutral state in a relatively short amount of time," Haffner said in a statement released with the research. "Being able to see ionized gas in new ways should help us discover the kinds of sources that could be responsible for keeping all that gas energized."

In order to identify the source of energy, the astronomers looked at the Tilted Disk through one of the empty patches of dust and gas at the center of the Milky Way. They used the Wisconsin H-Alpha Mapper (WHAM) telescope located at the Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chile:

"Being able to make these measurements in optical light allowed us to compare the nucleus of the Milky Way to other galaxies much more easily," Haffner said.

Near the nucleus of the Milky Way, the gas is ionized from the energy emitted by newly forming stars being birthed in the galaxy. However, further away from the galaxy's center, the gas is similar to that found in a class of galaxies called LINERs, or low ionization (nuclear) emission regions.

LINER galaxies make up around a third of galaxies in the universe, and their centers have more radiation than galaxies that are only forming new stars, yet less radiation than those with active supermassive black holes.

"Before this discovery by WHAM, the Andromeda Galaxy was the closest LINER spiral to us but it's still millions of light-years away," Haffner said. "With the nucleus of the Milky Way only tens of thousands of light-years away, we can now study a LINER region in more detail."

"Studying this extended ionized gas should help us learn more about the current and past environment in the center of our Galaxy."

Now that the researchers have characterized the Milky Way galaxy based on the level of radiation it emits in its center, the next step is for them to figure out the mysterious source of energy that is ionizing the gas. For that, they will wait for the WHAM telescope's successor, which would allow them to peer at the gas in more detail.


The Milky Way Is Not a Flat Disk—It's Actually 'Twisted' and 'Warped,' Study Finds

Our galaxy the Milky Way is often depicted as a vast disk of stars and gas that is relatively flat and stable in shape.

However, a study published in the journal Astronomija narave has challenged this view, suggesting that this disk becomes increasingly "warped" and "twisted" the farther away you move from the galactic center.

Researchers from Macquarie University, Australia, and the Chinese Academy of Sciences made their findings after creating a new 3-D map of the Milky Way&mdasha spiral galaxy&mdashwhich allowed them to better estimate its shape.

"We usually think of spiral galaxies as being quite flat, like Andromeda which you can easily see through a telescope," Richard de Grijs, a co-author of the paper from Macquarie, said in a statement.

However, trying to create a picture of the galaxy from inside it is very difficult. Imagine attempting to work out the shape of the entire United States while standing somewhere in Kansas, and you get the idea.

To create their map, the team harnessed the unique characteristics of a class of large pulsating stars known as Classical Cepheids, which are 20 times as massive as our Sun and up to 100,000 times as bright.

"In a previous study, we had compiled a catalog of more than 50,000 variable stars observed with an infrared space observatory, WISE," de Grijs told Newsweek. "Among those 50,000-plus variables, we had included more than 1,300 young, massive stars known as Cepheid variables."

By calculating the length of their pulsation periods, the astronomers were able to accurately determine how far away they were. The distances of the stars were then used as markers to help map out the rest of the galaxy, even its distant outer regions.

"Cepheids show regular brightness variations because their outer layers pulsate in and out, and so it's quite straightforward to measure their pulsation periods," de Grijs said. "There are very well-established 'period-luminosity relations' for Cepheids, so once you know a star's pulsation period, you know how bright it should be.

"You can then measure the actual brightness as observed, and, in principle, the difference between observed and expected brightness is a direct measure of the distance to the object," he said. "The resulting distances had uncertainties of less than 3-5 percent. That's pretty much as good as it gets in astronomy."

The resulting resource&mdashwhich de Grijs described as "the most accurate 3D map of our Milky Way"&mdashenabled the team to conclude that the galaxy's stellar disk is warped like an "S-shape" and features a "progressively twisted" spiral pattern.

"Warping of spiral galaxies is well known, but it is usually only seen in the gas layer (hydrogen atoms,) because this tends to extend much farther out than the stars," de Grijs said. "In our paper, we found that the Cepheids also follow this warped structure&mdasha new result&mdashbut importantly, that the warped stellar disk is also twisted."

The team said their findings could have significant implications for our understanding of the Milky Way, especially when it comes to determining the origin of its disk and the motions of its stars, among other problems.

"By having a much better 3D representation of the Milky Way (MW) out to large radii, we can now set constraints on the gravitational forcing of the outer disk and possibly determine the distribution of all matter in the MW&mdashnot just the matter we can see (stars, gas, dust,) but also of the dark matter which is supposed to make up most of the mass of our galaxy," de Grijs said.

"This is a timely result as in the next few years we expect a much better picture in 3D of the MW provided by the European Space Agency's Gaia satellite, so our result will serve as a benchmark to compare the Gaia results against," he said.

This article was updated to include comments from Richard de Grijs.


Astronomy Picture of the Day Index - Galaxies: Milky Way

| Today's APOD | Title Search | Text Search | Editor's choices for the most educational Astronomy Pictures of the Day about our Milky Way Galaxy:

APOD: 2005 October 4 - The Milky Way in Stars and Dust
Explanation: The disk of our Milky Way Galaxy is home to hot nebulae, cold dust, and billions of stars. This disk can be seen from a dark location on Earth as a band of diffuse light across the sky. This band crosses the sky in dramatic fashion in the above series of wide angle sky exposures from Chile. The deepness of the exposures also brings to light a vast network of complex dust filaments. Dust is so plentiful that it obscures our Galaxy's center in visible light, hiding its true direction until discovered by other means early last century. The Galactic Center, though, is visible above as the thickest part of the disk. The diffuse glow comes from billions of older, fainter stars like our Sun, which are typically much older than the dust or any of the nebulae. One particularly photogenic area of darkness is the Pipe Nebula visible above the Galactic Center. Dark dust is not the dark matter than dominates our Galaxy -- that dark matter remains in a form yet unknown.

APOD: 2000 January 30 - The Milky Way in Infrared
Explanation: At night, from a dark location, part of the clear sky looks milky. This unusual swath of dim light is generally visible during any month and from any location. Until the invention of the telescope, nobody really knew what the "Milky Way" was. About 300 years ago telescopes caused a startling revelation: the Milky Way was made of stars. Only 70 years ago, more powerful telescopes brought the further revelation that the Milky Way is only one galaxy among many. Now telescopes in space allow yet deeper understanding. The above picture was taken by the COBE satellite and shows the plane of our Galaxy in infrared light. The thin disk of our home spiral galaxy is clearly apparent, with stars appearing white and interstellar dust appearing red.

APOD: 2005 June 5 - A Milky Way Band
Explanation: Most bright stars in our Milky Way Galaxy reside in a disk. Since our Sun also resides in this disk, these stars appear to us as a diffuse band that circles the sky. The above panorama of a northern band of the Milky Way's disk covers 90 degrees and is a digitally created mosaic of several independent exposures. Scrolling right will display the rest of this spectacular picture. Visible are many bright stars, dark dust lanes, red emission nebulae, blue reflection nebulae, and clusters of stars. In addition to all this matter that we can see, astronomers suspect there exists even more dark matter that we cannot see.


The Modern Picture of the Milky Way

Defining the Milky Way is a bit difficult, because it is not one single coherent, solid object. Instead, The Milky Way is considered to be the sum of all the individual objects (stars, planets, nebulae, dust particles, etc.) that are gravitationally bound to each other. That is, if an object like a star or a star cluster feels a strong enough gravitational pull from the rest of the objects in the Milky Way that it cannot escape, it is considered to be part of the Milky Way. If we draw borders that enclose all of these objects, we can roughly define the shape of the Milky Way. In general, the word galaksija refers to a collection of gravitationally bound stars and associated material that is above some minimum size (to differentiate galaxies from massive star clusters).

Using this working definition, we can show that the Milky Way contains many billions of individual stars. Astronomers have found that these stars are not part of one single, homogeneous structure, but instead different populations of stars form somewhat distinct structures with different properties. For this reason, the study of an object like the Milky Way often is described as studying stellar populations. The figure below is a model for the different populations in the Milky Way.

The artist's conception above shows an image of the Milky Way disk with its spiral arm structure represented (labeled in blue). Also shown are the central bulge region (labeled in red) and the globular clusters (labeled in yellow). The wireframe in the background represents the halo.

We can describe these structures and their properties in more detail:

  1. The disk: The band of light that we see in the sky is part of the flattened, disk-shaped part of the galaxy. There are different ways to measure the size of the disk, but it is approximately 30,000 parsecs in diameter. The Sun is found in the disk, but, as Shapley found, we are about 8,000 parsecs from the center. The dimensions of the disk are similar in ratio to an old vinyl record. That is, the thickness is much smaller than the radius. Besides stars, the disk contains the majority of the gas and dust in the Milky Way. The stars that are found in the disk are primarily young stars with properties similar to the Sun (which should not be too surprising, since the Sun is a disk star). The young stars in the disk population are usually referred to as Population I stars.
  2. The bulge: The disk is not uniformly thick. In the very center, there is a thicker, roughly spherical region that has different properties from the rest of the disk. The stars in the bulge are in general older than the stars in the disk.
  3. The halo: Although the word halo implies a ring shape, in this case, we define the halo as the spherical region that completely encompasses the disk. This is the part of the Milky Way that contains most of the globular clusters, and so these objects are used to trace out the total extent of the halo. It is much larger than the disk and may even extend as far as 250,000 parsecs or more in radius. The density of stars in the halo (the number of stars per cubic parsec) is much lower than it is in the disk, so it is very difficult to identify enough of these objects to study this stellar population in detail. However, we have been able to show that the stars in the halo are primarily old and contain fewer heavy elements than the Sun. If you recall our lesson on star clusters, the properties of the stars in the halo seem to match very closely the properties of the stars in globular clusters. The old stars in the bulge and the halo are referred to as Population II stars.

Because we are embedded in the Milky Way's disk, it is quite difficult for us to discern the substructures in the disk. So our understanding of the Milky Way's structure continues to evolve as we study it in more depth. Below is a labeled image of the structure of the Milky Way's disk and bulge, which includes the latest updates for the location and densities of the Galaxy's spiral arms determined by observations with the Spitzer Space Telescope.


The Milky Way


[Credit: Two Micron All Sky Survey Project]

1 kpc thick at the location of the Sun.


[Credit: Spitzer Science Center Illustration]


Poglej si posnetek: The Best 4K Aquarium for Relaxation II Relaxing Oceanscapes - Sleep Meditation 4K UHD Screensaver (December 2022).