Για χιλιετίες, τα ανθρώπινα όντα κοιτούσαν τον νυχτερινό ουρανό και στέκονταν με δέος στον Γαλαξία μας. Σήμερα, οι αστρολόγοι και οι ερασιτέχνες αστρονόμοι συνεχίζουν αυτή την παράδοση, γνωρίζοντας ότι αυτό που βλέπουν είναι στην πραγματικότητα μια συλλογή από εκατοντάδες εκατομμύρια αστέρια και σύννεφα σκόνης, για να μην αναφέρουμε δισεκατομμύρια άλλους κόσμους.
Αλλά πρέπει να αναρωτηθεί κανείς, εάν μπορούμε να δούμε τη λαμπερή μπάντα του Γαλαξία μας, γιατί δεν μπορούμε να δούμε τι βρίσκεται προς το κέντρο του γαλαξία μας; Αν υποθέσουμε ότι κοιτάζουμε προς τη σωστή κατεύθυνση, δεν θα πρέπει να μπορούμε να δούμε αυτό το μεγάλο, φωτεινό εξόγκωμα των αστεριών με γυμνό μάτι; Ξέρετε αυτό που εννοώ, είναι σε όλες τις φωτογραφίες!
Δυστυχώς, για να απαντηθεί αυτή η ερώτηση, πρέπει να γίνουν ορισμένοι έλεγχοι πραγματικότητας. Όταν είναι αρκετά σκοτάδι και οι συνθήκες είναι καθαρές, ο σκονισμένος δακτύλιος του Γαλαξία μπορεί σίγουρα να διακριθεί στον νυχτερινό ουρανό. Ωστόσο, μπορούμε ακόμα να δούμε μόνο περίπου 6.000 έτη φωτός μέσα στο δίσκο με γυμνό μάτι, και βασιζόμενοι στο ορατό φάσμα. Ακολουθεί μια σύνοψη για το γιατί συμβαίνει αυτό.
Μέγεθος και δομή:
Πρώτα απ 'όλα, το τεράστιο μέγεθος του γαλαξία μας είναι αρκετό για να μπερδέψει το μυαλό. Η NASA εκτιμά ότι ο Γαλαξίας έχει διάμετρο μεταξύ 100.000 – 120.000 ετών φωτός – αν και ορισμένες πληροφορίες υποδηλώνουν ότι μπορεί να έχει διάμετρο έως και 150.000 – 180.000 έτη φωτός. Δεδομένου ότι ένα έτος φωτός είναι περίπου 9,5 x 1012km, αυτό κάνει τη διάμετρο του γαλαξία του Γαλαξία περίπου 9,5 x 1017- 1,14 x 1018χλμ σε διάμετρο.
Για να το θέσουμε με απλούς όρους, αυτά τα 950 τετράκις δισεκατομμύρια (590 τετράκις δισεκατομμύρια μίλια) έως 1,14 κουιντσεκατομμύρια χλμ. Ο Γαλαξίας υπολογίζεται επίσης ότι περιέχει 100-400 δισεκατομμύρια αστέρια, (αν και αυτό θα μπορούσε να φτάσει το ένα τρισεκατομμύριο) και μπορεί να έχει έως και 100 δισεκατομμύρια πλανήτες.
Στο κέντρο, μετρώντας περίπου. Με διάμετρο 10.000 ετών φωτός, είναι η σφιχτά συσκευασμένη ομάδα αστεριών που είναι γνωστή ως «εξόγκωμα». Στο κέντρο αυτού του εξογκώματος βρίσκεται μια έντονη ραδιοφωνική πηγή, που ονομάζεται Τοξότης Α*, η οποία είναι πιθανό να είναι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που περιέχει 4,1 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου μας.
Εμείς, στο ταπεινό ηλιακό μας σύστημα, βρισκόμαστε περίπου 28.000 έτη φωτός μακριά από αυτό. Εν ολίγοις, αυτή η περιοχή είναι απλά πολύ μακριά για να τη δούμε με γυμνό μάτι. Ωστόσο, υπάρχουν περισσότερα από αυτό…
Ραδιοφωνική εικόνα του νυχτερινού ουρανού. Πίστωση: Ινστιτούτο Max Planck για Ραδιοαστρονομία, που δημιουργήθηκε από τον Glyn Haslam.
Χαμηλή φωτεινότητα επιφάνειας:
Εκτός από το ότι είναι ένας σπειροειδής γαλαξίας, ο Γαλαξίας είναι γνωστός ως γαλαξίας Χαμηλής Φωτεινότητας Επιφανείας (LSB) – μια ταξινόμηση που αναφέρεται σε γαλαξίες όπου η φωτεινότητα της επιφάνειάς τους είναι, όταν παρατηρηθεί από τη Γη, τουλάχιστον ένα μέγεθος μικρότερο από το ατμοσφαιρικός νυχτερινός ουρανός. Ουσιαστικά, αυτό σημαίνει ότι ο ουρανός πρέπει να είναι πιο σκοτεινός από περίπου 20,2 μεγέθη ανά τετραγωνικό δευτερόλεπτο τόξου για να είναι ορατός ο Γαλαξίας.
Αυτό καθιστά τον Γαλαξία δύσκολο να τον δούμε από οποιαδήποτε τοποθεσία στη Γη ελαφριά μόλυνση είναι συνηθισμένο – όπως αστικές ή προαστιακές τοποθεσίες – ή όταν το αδέσποτο φως από τη Σελήνη είναι ένας παράγοντας. Αλλά ακόμα και όταν οι συνθήκες είναι βέλτιστες, υπάρχουν ακόμα τόσα πολλά που μπορούμε να δούμε με γυμνό μάτι, για λόγους που έχουν μεγάλη σχέση με όλα όσα βρίσκονται μεταξύ μας και του γαλαξιακού πυρήνα.
Σκόνη και Αέριο:
Αν και μπορεί να μην μοιάζει στον απλό παρατηρητή, ο Γαλαξίας είναι γεμάτος σκόνη και αέρια. Αυτή η ύλη είναι γνωστή ως το διαστρικό μέσο, ένας δίσκος που αποτελεί το επιβλητικό 10-15% της φωτεινής/ορατής ύλης στον γαλαξία μας και γεμίζει τα μεγάλα διαστήματα μεταξύ των αστεριών. Το πάχος της σκόνης εκτρέπει το ορατό φως (όπως εξηγείται εδώ ), αφήνοντας μόνο το υπέρυθρο φως να περάσει μέσα από τη σκόνη.
Αυτή η εκθαμβωτική υπέρυθρη εικόνα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA που δείχνει εκατοντάδες χιλιάδες αστέρια συνωστίζονται στον στροβιλιζόμενο πυρήνα του σπειροειδούς Γαλαξία μας. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech
Αυτό κάνει τα υπέρυθρα τηλεσκόπια σαν το Διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer εξαιρετικά πολύτιμα εργαλεία για τη χαρτογράφηση και τη μελέτη του γαλαξία, καθώς μπορεί να κοιτάξει μέσα από τη σκόνη και την ομίχλη για να μας δώσει εξαιρετικά καθαρές απόψεις για το τι συμβαίνει στην καρδιά του γαλαξία και στις περιοχές σχηματισμού άστρων. Ωστόσο, όταν κοιτάμε στο οπτικό φάσμα, το φως από τη Γη και το φαινόμενο παρεμβολής της σκόνης και του αερίου περιορίζουν το πόσο μακριά μπορούμε να δούμε.
Περιορισμένα όργανα:
Οι αστρονόμοι κοιτάζουν τα αστέρια για χιλιάδες χρόνια. Ωστόσο, μόνο σε συγκριτικά πρόσφατους χρόνους ήξεραν τι έβλεπαν. Για παράδειγμα, στο βιβλίο του Μετεωρολογικός , ο Αριστοτέλης (384–322 π.Χ.) έγραψε ότι οι Έλληνες φιλόσοφοι Αναξαγόρας (περίπου 500–428 π.Χ.) και Δημόκριτος (460–370 π.Χ.) είχαν προτείνει ότι ο Γαλαξίας μπορεί να αποτελείται από μακρινά αστέρια.
Ωστόσο, ο ίδιος ο Αριστοτέλης πίστευε ότι ο Γαλαξίας προκλήθηκε από «την ανάφλεξη της πύρινης εκπνοής ορισμένων άστρων που ήταν μεγάλα, πολυάριθμα και κοντά μεταξύ τους» και ότι αυτές οι αναφλέξεις λαμβάνουν χώρα στο ανώτερο μέρος της ατμόσφαιρας. Όπως πολλές από τις θεωρίες του Αριστοτέλη, αυτή θα παρέμενε κανόνας για τους δυτικούς μελετητές μέχρι τον 16ο και 17ο αιώνα, οπότε η σύγχρονη αστρονομία θα αρχίσει να ριζώνει.
Εν τω μεταξύ, στον ισλαμικό κόσμο, πολλοί μεσαιωνικοί μελετητές είχαν διαφορετική άποψη. Για παράδειγμα, ο Πέρσης αστρονόμος Abu Rayhan al-Biruni (973–1048) πρότεινε ότι ο Γαλαξίας είναι «μια συλλογή από αμέτρητα θραύσματα της φύσης των νεφελωδών αστεριών». Ο Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292-1350) από τη Δαμασκό πρότεινε με παρόμοιο τρόπο ότι ο Γαλαξίας είναι «μια μυριάδα μικροσκοπικών αστεριών συσκευασμένα μαζί στη σφαίρα των σταθερών αστεριών» και ότι αυτά τα αστέρια είναι μεγαλύτερα από πλανήτες.
Ο Πέρσης αστρονόμος Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) ισχυρίστηκε επίσης στο βιβλίο τουTadhkiraότι: «Ο Γαλαξίας, δηλαδή ο Γαλαξίας, αποτελείται από έναν πολύ μεγάλο αριθμό μικρών, σφιχτά συσσωματωμένων αστεριών, τα οποία, λόγω της συγκέντρωσης και της μικρότητάς τους, φαίνονται να είναι θολά μπαλώματα. Εξαιτίας αυτού, παρομοιάστηκε με το χρώμα του γάλακτος».
Παρά αυτές τις θεωρητικές ανακαλύψεις, μόνο το 1610, όταν ο Galileo Galilei έστρεψε το τηλεσκόπιό του προς τους ουρανούς, η απόδειξη υπήρχε για να υποστηρίξει αυτούς τους ισχυρισμούς. Με τη βοήθεια τηλεσκοπίων, οι αστρονόμοι συνειδητοποίησαν για πρώτη φορά ότι υπήρχαν πολλά, πολλά περισσότερα αστέρια στον ουρανό από αυτά που μπορούμε να δούμε, και ότι όλα αυτά που μπορούμε να δούμε είναι μέρος του Γαλαξία μας.
Πάνω από έναν αιώνα αργότερα, ο William Herschel δημιούργησε το πρώτο θεωρητικό διάγραμμα για το πώς έμοιαζε ο Milky Way (1785). Σε αυτό, περιέγραψε το σχήμα του Γαλαξία ως μια μεγάλη συλλογή αστεριών που μοιάζει με σύννεφο και ισχυρίστηκε ότι το Ηλιακό Σύστημα ήταν κοντά στο κέντρο. Αν και λανθασμένη, αυτή ήταν η πρώτη προσπάθεια να υποθέσουμε πώς έμοιαζε η κοσμική μας αυλή.
Μόλις τον 20ο αιώνα οι αστρονόμοι μπόρεσαν να πάρουν μια ακριβή εικόνα για το πώς μοιάζει στην πραγματικότητα ο Γαλαξίας μας. Αυτό ξεκίνησε με τον αστρονόμο Harlow Shapely να μετράει τις κατανομές και τις θέσεις των σφαιρωτικών αστρικών σμηνών. Από αυτό, προσδιόρισε ότι το κέντρο του Γαλαξία ήταν 28.000 έτη φωτός από τη Γη, και ότι το κέντρο ήταν μια διόγκωση και όχι μια επίπεδη περιοχή.
Η σύλληψη αυτού του σχολιασμένου καλλιτέχνη απεικονίζει την τρέχουσα κατανόησή μας για τη δομή του γαλαξία του Γαλαξία. Πίστωση εικόνας: NASA
Το 1923, ο αστρονόμος Έντουιν Χαμπλ χρησιμοποίησε το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο της εποχής του στο Αστεροσκοπείο Mt. Wilson κοντά στην Πασαντένα της Καλιφόρνια, για να παρατηρήσει γαλαξίες πέρα από τον δικό μας. Παρατηρώντας πώς μοιάζουν οι σπειροειδείς γαλαξίες σε όλο το σύμπαν, οι αστρονόμοι και οι επιστήμονες μπόρεσαν να πάρουν μια ιδέα για το πώς μοιάζει ο δικός μας.
Από τότε, η ικανότητα να παρατηρούμε τον γαλαξία μας μέσω πολλαπλών μηκών κύματος (δηλαδή ραδιοκύματα, υπέρυθρες, ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα) και όχι μόνο από το ορατό φάσμα, μας βοήθησε να έχουμε μια ακόμη καλύτερη εικόνα. Επιπλέον, η ανάπτυξη διαστημικών τηλεσκοπίων – όπως π.χ Χαμπλ , Spitzer, ΣΟΦΟΣ , και Κέπλερ – μας επέτρεψαν να κάνουμε παρατηρήσεις που δεν υπόκεινται σε παρεμβολές από την ατμόσφαιρα ή τις μετεωρολογικές συνθήκες μας.
Όμως, παρά τις καλύτερες προσπάθειές μας, εξακολουθούμε να περιοριζόμαστε από έναν συνδυασμό φραγμών προοπτικής, μεγέθους και ορατότητας. Μέχρι στιγμής, όλες οι εικόνες που απεικονίζουν τον γαλαξία μας είναι είτε παραστάσεις καλλιτεχνών είτε εικόνες άλλων σπειροειδών γαλαξιών. Μέχρι πολύ πρόσφατα στην ιστορία μας, ήταν πολύ δύσκολο για τους επιστήμονες να μετρήσουν πώς μοιάζει ο Γαλαξίας, κυρίως επειδή είμαστε ενσωματωμένοι μέσα του.
Για να έχετε μια πραγματική άποψη του Γαλαξία του Γαλαξία, θα πρέπει να συμβούν πολλά πράγματα. Πρώτον, θα χρειαζόμασταν μια κάμερα που να λειτουργεί σε χώρο που έχει ευρύ οπτικό πεδίο (γνωστός και ως Hubble, Spitzer, κ.λπ.). Τότε θα χρειαστεί να πετάξουμε αυτήν την κάμερα σε ένα σημείο που βρίσκεται περίπου 100.000 έτη φωτός πάνω από τον Γαλαξία μας και να το στρέψει προς τη Γη. Με την τρέχουσα τεχνολογία πρόωσής μας, θα χρειαστούν 2,2 δισεκατομμύρια χρόνια για να επιτευχθεί.
Γαλαξίας στο υπέρυθρο. Πίστωση εικόνας: COBE
Ευτυχώς, όπως σημειώθηκε ήδη, οι αστρονόμοι έχουν μερικά επιπλέον μήκη κύματος που μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να δουν στον γαλαξία, και αυτά κάνουν πολύ περισσότερο τον γαλαξία ορατό. Εκτός από το να βλέπουμε περισσότερα αστέρια και περισσότερα αστρικά σμήνη, μπορούμε να δούμε και περισσότερο από το κέντρο του Γαλαξία μας, το οποίο περιλαμβάνει υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που έχει θεωρηθεί ότι υπάρχει εκεί.
Για αρκετό καιρό, οι αστρονόμοι είχαν το όνομα για την περιοχή του ουρανού που κρύβεται από τον Γαλαξία - το ' Ζώνη Αποφυγής '. Την εποχή που οι αστρονόμοι μπορούσαν να κάνουν μόνο οπτικές παρατηρήσεις, η Ζώνη Αποφυγής καταλάμβανε περίπου το 20% του νυχτερινού ουρανού. Αλλά παρατηρώντας σε άλλα μήκη κύματος, όπως υπέρυθρες, ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα, και ειδικά ραδιοκύματα, οι αστρονόμοι μπορούν να δουν όλο τον ουρανό εκτός από περίπου το 10%. Αυτό που βρίσκεται στην άλλη πλευρά αυτού του 10% είναι ως επί το πλείστον ένα μυστήριο.
Εν ολίγοις, σημειώνεται πρόοδος. Αλλά έως ότου μπορέσουμε να στείλουμε ένα πλοίο πέρα από τον Γαλαξία μας που μπορεί να τραβήξει στιγμιότυπα και να τα στείλει πίσω σε εμάς, όλα μέσα στο διάστημα της ζωής μας, θα εξαρτόμαστε από το τι μπορούμε να παρατηρήσουμε εκ των έσω.
Έχουμε πολλά ενδιαφέροντα άρθρα για τον Γαλαξία εδώ στο Universe Today. Για παράδειγμα, εδώ Τι είναι ο Γαλαξίας; Και εδώ είναι ένα άρθρο για το γιατί ονομάζεται Ο γαλαξίας , πως μεγάλο είναι, γιατί περιστρέφεται , και τι ο πλησιέστερος γαλαξίας είναι σε αυτό .
Και εδώ είναι 10 Γεγονότα για τον Γαλαξία . Και φροντίστε να ελέγξετε την ενότητα Οδηγός για το διάστημα στο Γαλαξίας .
Και φροντίστε να δείτε τη συνέντευξη του Universe Today με Δρ Andrea Ghez , Καθηγητής Αστρονομίας στο UCLA, μιλώντας για αυτό που βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας.
Podcast (ήχος): Κατεβάστε (Διάρκεια: 4:36 — 4,2 MB)
Εγγραφείτε: Apple Podcasts | RSS
Podcast (βίντεο): Κατεβάστε (Διάρκεια: 4:59 — 59,2 MB)
Εγγραφείτε: Apple Podcasts | RSS
