KĀPĒC MĒS NEVARAM REDZĒT PIENA CEĻA CENTRU?

Send

Gadu tūkstošiem cilvēki ir uzlūkojuši nakts debesis un ir cēlušies no Piena ceļa. Mūsdienās stargazers un astronomi amatieri turpina šo tradīciju, zinot, ka tas, par ko viņi ir liecinieki, patiesībā ir simtiem miljonu zvaigžņu un putekļu mākoņu kolekcija, nemaz nerunājot par miljardiem citu pasauli.

Bet ir jābrīnās, ja mēs varam redzēt Piena ceļa kvēlojošo joslu, kāpēc gan mēs nevaram redzēt, kas atrodas mūsu galaktikas centra virzienā? Pieņemot, ka mēs meklējam pareizajā virzienā, vai nevajadzētu mums ar neapbruņotu aci redzēt tik lielu, spilgtu zvaigžņu izspiesumu? Jūs zināt vienu, ko es domāju, tas ir visos attēlos!

Diemžēl, atbildot uz šo jautājumu, ir jāveic vairākas realitātes pārbaudes. Kad ir pietiekami tumšs un apstākļi ir skaidri, Piena ceļa putekļaino gredzenu nakts debesīs noteikti var pamanīt. Tomēr mēs joprojām ar neapbruņotu aci diskā varam redzēt tikai apmēram 6000 gaismas gadus un paļauties uz redzamo spektru. Šeit ir izskaidrots, kāpēc tas tā ir.

Izmērs un struktūra:

Pirmkārt, mūsu galaktikas milzīgais izmērs ir pietiekams, lai prātu aizkustinātu. NASA lēš, ka Piena ceļa diametrs ir no 100 000 līdz 120 000 gaismas gadiem - lai arī dažās ziņās ir norādīts, ka tas varētu būt pat 150 000 - 180 000 gaismas gadu. Tā kā viens gaismas gads ir aptuveni 9,5 x 10¹²km, tas padara Piena ceļa galaktikas diametru aptuveni 9,5 x 10¹⁷ - 1,14 x 10¹⁸ km diametrā.

Īsāk sakot, tas 950 kvadriljoni (590 kvadriljonu jūdzes) ir 1,14 kvintillion km (7oo septendecillion miles). Tiek lēsts, ka Piena ceļš satur arī 100–400 miljardus zvaigžņu (lai gan tas varētu būt pat viens triljons), un tajā var būt pat 100 miljardi planētu.

Centrā, mērot apm. 10 000 gaismas gadu diametrs ir cieši iesaiņota zvaigžņu grupa, kas pazīstama kā “izspiesties”. Pašā šīs izspiesšanās centrā ir intensīvs radio avots, kas nosaukts Strēlnieks A *, kas, visticamāk, ir supermasīvs melnais caurums, kas 4,1 miljonu reižu pārsniedz mūsu Saules masu.

Mēs, savā pazemīgajā Saules sistēmā, esam aptuveni 28 000 gaismas gadu attālumā no tās. Īsāk sakot, šis reģions ir vienkārši pārāk tālu, lai mēs to varētu redzēt ar neapbruņotu aci. Tomēr tam ir vairāk nekā tikai ...

Zems virsmas spilgtums:

Piena ceļš ir ne tikai spirālveida galaktika, bet arī tā saucamā galaktika ar zemu virsmas spilgtumu (LSB) - klasifikācija, kas attiecas uz galaktikām, kur to virsmas spilgtums, skatoties no Zemes, ir vismaz par vienu magnitūdu zemāks nekā apkārtējās nakts debesis. Būtībā tas nozīmē, ka debesīm ir jābūt tumšākām par aptuveni 20,2 magnitūdas kvadrātā loka sekundē, lai varētu redzēt Piena ceļu.

Tas padara Piena ceļu grūti uztveramu no jebkuras vietas uz Zemes, kur ir bieži sastopams gaismas piesārņojums - piemēram, pilsētas vai piepilsētas vietās - vai kad faktors ir nomaldījusies gaisma no Mēness. Bet pat tad, ja apstākļi ir optimāli, joprojām ir tikai tik daudz, ko mēs varam redzēt ar neapbruņotu aci, tādu iemeslu dēļ, kuriem ir daudz sakara ar visu, kas atrodas starp mums un galaktikas kodolu.

Putekļi un gāze:

Lai arī tas var nepatikt gadījuma novērotājam, Piena ceļš ir pilns ar putekļiem un gāzi. Šī viela ir pazīstama kā starpzvaigžņu vide, disks, kas veido plaukstošus 10–15% no gaismas / redzamās vielas mūsu galaktikā un aizpilda garās atstarpes starp zvaigznēm. Putekļu biezums novirza redzamo gaismu (kā šeit paskaidrots), atstājot tikai putekļu infrasarkano gaismu.

Tas padara infrasarkanos teleskopus, piemēram, Spicera kosmisko teleskopu, par ārkārtīgi vērtīgiem instrumentiem galaktikas kartēšanā un izpētē, jo tas var izlīst cauri putekļiem un miglaini, lai sniegtu mums ārkārtīgi skaidrus skatus par to, kas notiek galaktikas centrā un veidojot zvaigznes. reģionos. Tomēr, skatoties vizuālajā spektrā, gaisma no Zemes un putekļu un gāzes iejaukšanās ierobežo to, cik tālu mēs varam redzēt.

Ierobežota instrumentācija:

Astronomi tūkstošiem gadu ir vērojuši zvaigznes. Tomēr tikai salīdzinoši nesenā laikā viņi pat zināja, ko viņi skatās. Piemēram, viņa grāmatā Meteorologica, Aristotelis (384–322 BC) rakstīja, ka grieķu filozofi Anaxagoras (ap 500–428 BC) un Democritus (460–370 BC) bija ierosinājuši, ka Piena ceļš varētu sastāvēt no tālām zvaigznēm.

Tomēr pats Aristotelis uzskatīja, ka Piena ceļu izraisa “dažu lielu, daudzu un tuvu esošo zvaigžņu ugunīgās izelpas aizdegšanās” un ka šīs aizdedzes notiek atmosfēras augšējā daļā. Tāpat kā daudzas no Aristoteļa teorijām, tas paliks kanonu rietumu zinātniekiem līdz 16. un 17. gadsimtam, kad tajā laikā sāks iesakņoties mūsdienu astronomija.

Tikmēr islāma pasaulē daudzi viduslaiku zinātnieki uzskatīja atšķirīgu viedokli. Piemēram, persiešu astronoms Abu Rayhan al-Biruni (973–1048) ierosināja, ka Piena ceļš ir “neskaitāmu neskaidru zvaigžņu rakstura fragmentu kolekcija”. Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292–1350) no Damaskas līdzīgi ierosināja, ka Piena ceļš ir “neskaitāmas sīkas zvaigznes, kas iesaiņotas fiksēto zvaigžņu sfērā” un ka šīs zvaigznes ir lielākas nekā planētas.

Arī savā grāmatā apgalvoja persiešu astronoms Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) Tadhkira ka: “Piena ceļš, t.i., Galaktika, sastāv no ļoti liela skaita mazu, cieši saliktu zvaigžņu, kas to koncentrācijas un mazuma dēļ šķiet duļķaini plankumi. Tāpēc tas tika pielīdzināts pienam. ”

Neskatoties uz šiem teorētiskajiem sasniegumiem, tikai 1610. gadā, kad Galileo Galilejs pagrieza savu teleskopu debesu virzienā, pastāvēja pierādījumi, lai pamatotu šīs prasības. Ar teleskopu palīdzību astronomi pirmo reizi saprata, ka debesīs ir daudz, daudz vairāk zvaigžņu nekā tās, kuras mēs varam redzēt, un ka visas tās, kuras mēs varam redzēt, ir Piena ceļa sastāvdaļa.

Vairāk nekā gadsimtu vēlāk Viljams Heršels izveidoja pirmo teorētisko diagrammu par to, kā izskatījās Piena ceļš (1785). Tajā viņš aprakstīja Piena ceļa formu kā lielu, mākoņiem līdzīgu zvaigžņu kolekciju un apgalvoja, ka Saules sistēma atrodas tuvu centram. Lai arī tas bija kļūdains, tas bija pirmais mēģinājums izvirzīt hipotēzi par to, kā izskatījās mūsu kosmiskā sēta.

Tikai 20. gadsimtā astronomi varēja iegūt precīzu priekšstatu par to, kā mūsu galaktika patiesībā izskatās. Tas sākās ar astronomu Harlow Shapely, kurš mēra globālo zvaigžņu kopu sadalījumu un izvietojumu. No tā viņš noteica, ka Piena ceļa centrs atrodas 28 000 gaismas gadu attālumā no Zemes un ka centrs bija izliekums, nevis plakana zona.

1923. gadā astronoms Edvīns Habls kalnā izmantoja savas dienas lielāko teleskopu. Vilsona observatorija netālu no Pasadena, Kalifornijas štatā, lai novērotu galaktikas ārpus mūsu pašu robežām. Novērojot, kā spirālveida galaktikas izskatās visā Visumā, astronomi un zinātnieki varēja iegūt priekšstatu par to, kā izskatās mūsu pašu.

Kopš tā laika spēja novērot mūsu galaktiku caur vairākiem viļņu garumiem (t.i., radioviļņiem, infrasarkanajiem, rentgena stariem, gamma stariem) un ne tikai redzamo spektru ir palīdzējusi mums iegūt vēl labāku attēlu. Turklāt kosmisko teleskopu - piemēram, Habla, Špicera, WISE un Keplera - izstrāde ir bijusi ļoti nozīmīga, ļaujot mums veikt novērojumus, kurus neietekmē mūsu atmosfēras vai meteoroloģiskie apstākļi.

Bet, neraugoties uz mūsu centieniem, mūs joprojām ierobežo perspektīvas, lieluma un redzamības šķēršļu apvienojums. Līdz šim visi attēli, kas attēlo mūsu galaktiku, ir vai nu mākslinieku pārsūtījumi, vai citu spirālveida galaktiku attēli. Vēl pavisam nesen mūsu vēstures laikā zinātniekiem bija ļoti grūti novērtēt, kā izskatās Piena ceļš, galvenokārt tāpēc, ka mēs esam tajā iestiprināti.

Lai iegūtu faktisku Piena ceļa galaktikas skatu, ir jānotiek vairākām lietām. Pirmkārt, mums būtu nepieciešama kamera, kas strādātu telpā, kurai bija plašs redzes lauks (aka. Habla, Spicera utt.). Tad mums vajadzēs lidot šo kameru uz vietu, kas atrodas aptuveni 100 000 gaismas gadu virs Piena Ceļa, un norādīt to atpakaļ uz Zemi. Izmantojot mūsu pašreizējo piedziņas tehnoloģiju, tas prasa 2,2 miljardus gadu.

Par laimi, kā jau tika atzīmēts, astronomiem ir daži papildu viļņu garumi, kurus viņi var izmantot, lai ieraudzītu galaktikā, un tie padara daudz vairāk galaktiku redzamu. Papildus tam, ka redzam vairāk zvaigžņu un vairāk zvaigžņu kopu, mēs varam redzēt arī vairāk par mūsu Galaktikas centru, kurā ietilpst supermasīvs melnais caurums, kura teorija ir tāda, kas tur pastāv.

Kādu laiku astronomi ir ieguvuši nosaukumu debesu reģionam, kuru aizēno Piena ceļš, - “izvairīšanās zonai”. Tajās dienās, kad astronomi varēja veikt tikai vizuālus novērojumus, izvairīšanās zona aizņēma apmēram 20% no nakts debesīm. Bet, novērojot citus viļņu garumus, piemēram, infrasarkanos, rentgena, gamma starus un īpaši radioviļņus, astronomi var redzēt visas debesis, izņemot apmēram 10%. Kas no šiem 10% ir otrā pusē, lielākoties ir noslēpums.

Īsāk sakot, tiek panākts progress. Bet līdz brīdim, kad mēs varēsim nosūtīt kuģi ārpus mūsu galaktikas, kas var uzņemt momentuzņēmumus un novirzīt tos atpakaļ uz mums, visu dzīves laikā, mēs būsim atkarīgi no tā, ko varam novērot no iekšpuses.

Mums ir daudz interesantu rakstu par Piena ceļu šeit, žurnālā Space. Piemēram, šeit ir Kas ir Piena ceļš? Un šeit ir raksts par to, kāpēc to sauc par Piena Ceļu, cik liels tas ir, kāpēc tas rotē un kāda tam ir tuvākā galaktika.

Šeit ir 10 fakti par Piena Ceļu. Un noteikti pārbaudiet mūsu Piena ceļa sadaļu Kosmoss.

Pārliecinieties par kosmosa žurnāla interviju ar UCLA astronomijas profesoru Dr. Andrea Ghez, runājot par to, kas ir mūsu galaktikas centrā.