środa, 7 marca 2018

McGoris #79 - Droga Mleczna - nasz dom.

Pod ciemnym niebem widoczna jako pas z obłoków, wyróżniający się na niebie, ciągnący się od jednego horyzontu do drugiego. A czy zastanawiałeś się na co dokładnie się patrzymy?


Pewnie wiele osób kojarzy piękne, ciepłe letnie noce, na wczasach na wsi - gdzie koniki polne głośno szeleszczą w trawach, czuć zapach skoszonej trawy, pies gdzieś tam szczeka i co najważniejsze jest baaardzo ciemno. Jesteśmy z dala od sztucznych świateł.

Niektórzy się pewnie zastanawiają co to jest takie długie pojaśnienie na niebie przypominające pas chmur, rozciągający się przez cały nieboskłon. To jest tzw. Droga Mleczna.

A czym jest Droga Mleczna? - to oczywiście nasza galaktyka, kosmiczny kontynent w którym mieszkamy. Jesteśmy wewnątrz takiej galaktyki. Pas Drogi Mlecznej rozciąga się 360 stopni dookoła.
Jasny, obłokowy pas to oczywiście płaszczyzna naszej galaktyki - miejsce, gdzie nagromadzenie gwiazd, materii, pyłu jest największe.




1. Opis galaktyki - typ galaktyki, rozmiar.

Średnica naszej galaktyki to ok. 100000 - 120000 lat świetlnych.

Ale średnica to nie wszystko. Płaszczyzna galaktyki ma grubość ok. 1000 lat świetlnych, a dookoła niej rozciąga się sfera zwana jako halo galaktyczne. W niej znajdziemy głównie stare gwiazdy skumulowane głównie w gromadach kulistych.



Takich galaktyk, mniejszych, większych czy innego typu we Wszechświecie obserwujemy miliony. Tutaj można sobie tylko wyobrazić jak ogromny jest Wszechświat, że nawet Droga Mleczna, która dla nas jest niewyobrażalnie wielka, to w kosmicznej skali to jeden domek na wsi np. na tle całej Ameryki czy Europy.


Wyróżniamy 4 typy galaktyk:


-spiralne

-eliptyczne

-soczewkowate

-nieregularne


Nasza galaktyka zalicza się do galaktyk spiralnych - a dokładniej jest to galaktyka spiralna z poprzeczką (SBbc - ang. spiral barred, a bc na końcu oznacza nagromadzenie ramion w pobliżu jądra).
Poprzeczka, czyli takie poszerzone jądro świadczy o tym, że galaktyka jest dosyć stara. W tego typu galaktykach obserwuje się więcej starych gwiazd, czerwone olbrzymy, a galaktyki, które mają bardziej okrągłe jądro mają więcej młodych, błękitnych gwiazd.


Tutaj pewnie zadacie pytanie skąd wiemy, że jest to galaktyka spiralna skoro nigdy nie widzieliśmy jej od góry, nie wylecieliśmy poza galaktykę? Przecież widzimy ją tylko od środka.

Dzięki obserwacjom gwiazd, pomiarom odległości do mgławic, gromad, gwiazd za pomocą teleskopów (głównie teleskopu Spitzera i badań w podczerwieni) oraz wielu lat badań, wiemy mniej więcej jak wygląda nasza galaktyka od zewnątrz, jakie procesy w niej zachodzą oraz znamy swoje położenie w Galaktyce.

Można to porównać do np. średniowiecznych kartografów. Oni także nie widzieli kontynentów od góry, nie wiedzieli jak one wyglądają, a jednak za pomocą odpowiednich narzędzi potrafili stworzyć całkiem dokładne mapy.



2. Budowa galaktyki.

Z jądra galaktyki, a raczej z brzegów poprzeczki wychodzą 4 główne najjaśniejsze ramiona. Swoje nazwy zawdzięcza od nazw gwiazdozbiorów, gdzie na ich tle widać największe nagromadzenie gwiazd i materii.

Model Drogi Mleczej (widok od góry) - źródło: NASA
A poniżej szczegółowy opis.

Na obrazku zaznaczona jest także pozycja naszego Układu Słonecznego. Nie jesteśmy jakimś wyjątkiem.

Znajdujemy się w odległości ok 27000 lat świetlnych od centrum Drogi Mlecznej. Jak można tu zauważyć, rzucają się w oczy dwa duże i jasne ramiona - Ramię Perseusza oraz Ramię Tarczy-Centaura. To najdłuższe ramiona w naszej Galaktyce.


Ramię Perseusza - wybiega on z brzegu poprzeczki, ale najlepiej widoczna jest jej zewnętrzna część. Widać ją głównie jesienią i zimą w gwiazdozbiorach: Perseusza, Woźnicy oraz Kasjopei, a także jej bardziej zewnętrzną część zimą w gwiazdozbiorach Wielkiego Psa, Rufy oraz Kila.

Ta część Drogi Mlecznej nie jest tak jasna i spektakularna jak letnia Droga Mleczna, ale także wart poświęcenia - w niej odnajdziemy sporo ciekawych obiektów takie jak: mnóstwo gromad otwartych mgławic itp. Patrzymy teraz na krańce naszej galaktyki.

Jesienno-zimowa słabsza część Drogi Mlecznej - Ramię Perseusza.


Ramię Tarczy-Centaura - zwana również jako ramię Krzyża-Centaura bądź po prostu Krzyża - tak samo wybiega on z brzegu poprzeczki i widzimy najjaśniejszą część na tle Centrum Galaktyki. To ono jest najpiękniejsze i najlepiej widoczne latem. Niestety większa część tego ramienia jest niewidoczna z Polski. Rozciąga się on od gwiazdozbioru Tarczy aż po Strzelca, Skorpiona, Wilka, Węgielnicę, Centaura aż do Krzyża Południa. U nas widać maksymalnie do Skorpiona.

Letnia Droga Mleczna - Ramię Tarczy-Centaura.

Oraz niewidoczna z Polski druga część ramienia Tarczy-Centaura.

Najpiękniejsze widoki można mieć z południowych rejonów naszej planety - co najmniej od zwrotników do południowej półkuli, gdzie centrum Drogi Mlecznej przewija się przez zenit....

Taki widok można mieć nad głową z dala od świateł w Chile lub RPA.

Nasz Układ Słoneczny znajduje się w jednym z mniejszych ramion - w ramieniu Oriona, zwanym również ramieniem Oriona-Łabędzia. Jest to mała odnoga któregoś z ramion - albo z ramienia Perseusza, albo mniejszego ramienia Strzelca.

Jeszcze jest jedno mniejsze ramię - ramię Węgielnicy, które również zwane jest ramieniem zewnętrznym, oraz otaczające poprzeczkę niewielkie ramiona - ramię Bliskie i ramię Dalekie o wielkości ok. 3000 parseków.

Problemem jest jeszcze to, że nie widać tego, co jest za centrum Galaktyki. Tamtejszych rejonów nie jesteśmy w stanie zaobserwować, gdyż ogromne nagromadzenie pyłu, gwiazd i materii zasłania nam tamte rejony.


Ale astronomowie poradzili sobie nawet z tym problemem. Pomogły w tym badania za pomocą radioteleskopów oraz badania w podczerwieni (np. Spitzer). Za jego pomocą zarejestrowano np. dwie gwiazdy zmienne odległe aż o ponad 30000 lat świetlnych od nas znajdujące się za centrum.

Droga Mleczna w różnych zakresach promieniowania elektromagnetycznego. źródło: IRAS Sky Survey Atlas Explanatory Supplement, JPL Publication 94-11


3. Widoczność Drogi Mlecznej.

Nasz Układ Słoneczny jest nachylony do płaszczyzny naszej galaktyki pod dużym kątem - ok. 60 stopni.


Najlepiej Droga Mleczna widoczna jest latem. Jej najjaśniejsza część rozciąga się od południowego horyzontu aż prawie po zenit do północnego-wschodu. To właśnie latem ludzie specjalnie wyjeżdżają na południe, by sfotografować ten fragment Drogi Mlecznej.

Natomiast jesienią, sytuacja się zmienia. Jaśniejsza część Drogi Mlecznej schodzi pod horyzont. Pojawia się ta słabsza część, od ramienia Perseusza, a na południu widoczne jest czarne niebo. To dobry okres by zaobserwować inne galaktyki np. w konstelacji Wieloryba czy Erydanu. Nisko nad horyzontem w gwiazdozbiorze rzeźbiarza znajduje się południowy biegun galaktyczny.

Zimą widoczna jest ta słabsza część naszej galaktyki. Są to głównie rejony położone na krańcu galaktyki.

Najmniej korzystne położenie Drogi Mlecznej jest wiosną. Wtedy Droga Mleczna schodzi nisko nad horyzont. Widoczne jest głównie czarne niebo, Mamy przestrzał na puste rejony - to najlepszy okres by podziwiać całą gamę galaktyk w konstelacji Panny, Lwa, Warkocza Bereniki czy Wielkiej Niedźwiedzicy., które widoczne są już w amatorskim teleskopie. Północny biegun galaktyczny znajduje się w Warkoczu Bereniki.

Niebo wiosną i ogromna ilość galaktyk. Droga Mleczna jest nisko nad północno-zachodnim horyzontem.
Najciekawiej mają mieszkańcy Północnej Afryki i Ameryki Środkowej, gdzie Drogi Mlecznej w ogóle nie widać wiosną - rozciągnięta jest po linii horyzontu.


4. Droga Mleczna, a Układ Słoneczny.


Tak samo jak księżyce krążą wokół planet, a planety wókół macierzystej gwiazdy - to tak samo nasz Układ Słoneczny krąży wokół centrum galaktyki. Jeden obieg wokół centrum trwa ok. 220-250 mln lat, a Układ Słoneczny względem galaktyki porusza się z prędkością ok. 230 km/s.

Tak jak wspomniałem wcześniej nie widać części, która znajduje się za centrum galaktyki. Za ok. 110-125 mln lat, to my będziemy po drugiej stronie :).

Także kilkukrotnie wspominałem o ruchu własnym gwiazd. Gwiazdy zmieniają swoje położenie na niebie właśnie z powodu ruchu gwiazd wokół centrum Galaktyki oraz różnych ich kierunkom poruszania się. Jednak żeby zaobserwować ich ruch potrzeba na to co najmniej paru a nawet parunastu tysięcy lat. Jeśli patrzysz się na np. Wielki Wóz, czy Łabędzia, czy jakikolwiek inny układ gwiazd, to pamiętaj - nigdy nie będzie tak samo wyglądać jak dziś.

Układ Słoneczny porusza się w stronę gwiazdozbioru Lutni/Herkulesa, a uciekamy od konstelacji Wielkiego Psa.

Wielki Wóz w 100000 roku. Spójrzcie także na inne gwiazdozbiory.

5. Centrum Galaktyki.

Jak mógłbym zapomnieć o najważniejszym - o sercu naszej galaktyki. W centrum naszej galaktyki znajduje się ogromna ilość gazu, pyłu oraz natężenie gwiazd jest największe. Jest to przepiękne miejsce aktywności gwiezdnej. Centrum Galaktyki widać na niebie jako najgrubsza i najjaśniejsza część Drogi Mlecznej. Leży w konstelacji Strzelca. Szkoda, że z Polski jest widoczne tak nisko nad horyzontem. Najlepiej widoczne jest z południowej półkuli.


W środku galaktyki drzemie supermasywna czarna dziura - Sagittarius A*, która została odkryta w latach '70 ubiegłego wieku. Jej miejsce występowania udało się wyznaczyć za pomocą pomiaru prędkości radialnych pobliskich 28 gwiazd.

Masa czarnej dziury to aż - uwaga - 4 miliony mas Słońca - przy średnicy zaledwie 13x większej niż promień Słońca. Jakąż ogromną gęstość ma ta czarna dziura.

Jakbyśmy ją wstawili w miejsce Układu Słonecznego to nawet jej średnica nie doszłaby do orbity Merkurego (poza tym, że z planet, a może nawet pobliskich gwiazd nie zostało by nic :D)

Oczywiście czarna dziura i jej okolice są niewidoczne w świetle widzialnym, zasłania nam bardzo gruba warstwa gazu, i pyłu międzygwiazdowego. Czarna dziura jest silnym źródłem fal radiowych.

Otoczka Sagittarius A* - Teleskop kosmiczny Chandra w zakresie promieniowania gamma - źródło: NASA/CXC/MIT/F. Baganoff, R. Shcherbakov

6. Podsumowanie

Popatrzcie jak pięknym obiektem jest Droga Mleczna i ile tajemnic nam skrywa. Niestety jej widoczność jest coraz gorsza ze względu na coraz większą ilość sztucznego zaświetlenia. Jest coraz mniej miejsc by ją ujrzeć. Szacuje się, że nawet ok. 80% ludzi nigdy nie widziało Drogi Mlecznej.

Z dużych miast czy miejsc, gdzie niebo jest mocno zaświetlone nie mamy możliwości jej ujrzenia. Pod ciemnym niebem, na południu na pustyni, a nawet w jakimś ciemnym obszarze w Polsce jest przepięknym obiektem.

Przez lornetkę czy nawet mały teleskop ujrzymy ogromne mrowie gwiazd, a także gromady otwarte czy mgławice.




Jeżeli wam się podobało to udostępniajcie i piszcie w komentarzach :) Pozdrawiam, McGoris.


ZOBACZ TEŻ:

Dlaczego nie ma zielonych i fioletowych gwiazd?
Śmierć Wszechświata 
Jak wielki jest Wszechświat? 

Zapraszam także do obejrzenia moich zdjęć krajobrazów oraz przyrody:
mcphotografia.blogspot.com

4 komentarze:

  1. Bardzo się podobało. Proszę o więcej :)

    OdpowiedzUsuń
  2. Gdzieś kiedyś wyczytałem czy oglądałem ze cykliczne masowe wymieranie na ziemi jest prawdopodobnie związanie z nachyleniem i innym położeniem względem płaszczyzny galaktyki naszego Ukladu Slonecznego. Mam pytania. Czy halo galaktyczne ma temp rzedu kilku mln stopni? I jakiej wielkosci są gwiazdy w centrum Galaktyki i w jskich odległościach od siebie?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Jeśli chodzi o cykliczne wymieranie to jak najbardziej taka hipoteza ma miejsce. Może nawet zrobię o tym kiedyś post. Jak chodzi o centrum galaktyki to tam są głównie stare gwiazdy, a więc są to olbrzymy kilkadziesiąt czy nawet kilkaset razy większe od naszego Słońca. A odległości między nimi mogą być różne. Wahają się od niecałego roku świetlnego.

      Usuń
    2. A jak chodzi o halo galaktyczne to też jest to prawda.

      http://orion.pta.edu.pl/astronomowie-odkryli-gorace-halo-drogi-mlecznej

      Tutaj jest dość ładnie to opisane.

      Pozdrawiam, McGoris.

      Usuń