Komposition, struktur och storlek på vår galax

2024 Författare: Miguel Ramacey | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 06:28

Vintergatan är en randig spiralgalax. Vår galax är mellan 100 000 och 180 000 ljusår i diameter. Den uppskattas av forskare innehålla 100-400 miljarder stjärnor. Det finns förmodligen minst 100 miljarder planeter i Vintergatan. Solsystemet ligger inom skivan, 26 490 ljusår från det galaktiska centrumet, på den inre kanten av Orionarmen, en av spiralkoncentrationerna av gas och damm. Stjärnor i de innersta 10 000 ljusåren bildar en utbuktning och en eller flera stavar. Det galaktiska centret är en intensiv radiokälla känd som Skytten A, som sannolikt är ett supermassivt svart hål på 4 100 miljoner solmassa.

Hastighet och strålning

Stjärnor och gaser över ett brett spektrum av avstånd från omloppsbanan i Galactic Center rör sig med en hastighet av cirka 220 kilometer per sekund. En konstant rotationshastighet strider mot Keplers dynamiks lagar och antyder att de flestaVintergatans massa avger eller absorberar inte elektromagnetisk strålning. Denna massa har kallats "mörk materia". Rotationsperioden är cirka 240 miljoner år vid solens position. Vintergatan rör sig med en hastighet av cirka 600 km per sekund i förhållande till extragalaktiska referensramar. De äldsta stjärnorna i Vintergatan är nästan lika gamla som själva universum och bildades troligen strax efter Big Bang Dark Ages.

Utseende

Vintergatans centrum är synligt från jorden som ett disigt band av vitt ljus, cirka 30° brett, välvt av natthimlen. Alla enskilda stjärnor på natthimlen som är synliga för blotta ögat är en del av Vintergatan. Ljuset kommer från en ansamling av olösta stjärnor och annat material som ligger i det galaktiska planets riktning. Mörka områden inom bandet, som Great Rift och Koalsak, är områden där interstellärt damm blockerar ljus från avlägsna stjärnor. Den del av himlen som Vintergatan döljer kallas Zone of Avoidance.

Ljusstyrka

Vintergatan har en relativt låg ytljusstyrka. Dess synlighet kan minskas avsevärt av bakgrunder som ljus eller månsken. För att Vintergatan ska synas måste himlen vara mörkare än vanligt. Det bör vara synligt om magnitudgränsen är ungefär +5,1 eller högre, och visar mer detaljer vid +6,1. Detta gör Vintergatan svår att se från starkt upplysta stads- eller förortsområden, men mycket synlig från landsbygden närMånen är under horisonten. "New World Atlas of Artificial Night Sky Brightness" avslöjar att mer än en tredjedel av världens befolkning inte kan se Vintergatan från sina hem på grund av luftföroreningar.

Vintergatans galaxens storlek

Vintergatan är den näst största galaxen i den lokala gruppen, med sin stjärnskiva cirka 100 000 litas (30 kpc) i diameter och cirka 1 000 litas (0,3 kpc) medeltjocklek. Den ringformade strängen av stjärnor som lindas runt Vintergatan kan tillhöra själva galaxen och svänger över och under det galaktiska planet. Om så är fallet skulle detta indikera en diameter på 150 000-180 000 ljusår (46-55 kpc).

Mass

Uppskattningar av Vintergatans massa varierar beroende på metod och data som används. I den nedre änden av uppskattningsintervallet är Vintergatans massa 5,8 × 1011 solmassor (M☉), något mindre än Andromedagalaxens massa. Mätningar med en mycket lång basuppsättning 2009 visade hastigheter så höga som 254 km/s (570 000 mph) för stjärnor i den yttre kanten av Vintergatan. Eftersom omloppshastigheten beror på den totala massan i omloppsradien, tyder detta på att Vintergatan är mer massiv, ungefär lika med massan av Andromedagalaxen vid 7×1011 M☉ inom 160 000 liter (49 kpc) från dess centrum. År 2010 visade en mätning av halostjärnans radiella hastighet att massan inom 80 kiloparsek är 7×1011 M☉. Enligt en studie publicerad 2014, massan av hela Vintergatanuppskattad till 8,5×1011 M☉, vilket är ungefär hälften av massan av Andromedagalaxen.

Mörk materia

Det mesta av Vintergatan är mörk materia, en okänd och osynlig form av den, som gravitationsmässigt interagerar med vanlig materia. Halon av mörk materia är relativt jämnt fördelad över ett avstånd som är större än hundra kilometer (kpc) från Galactic Center. Matematiska modeller av Vintergatan tyder på att massan av mörk materia är 1-1,5×1012 M☉. Nyligen genomförda studier visar ett massintervall på 4,5×1012 M☉ och en dimension på 8×1011 M☉.

Interstellar gas

Den totala massan av alla stjärnor i Vintergatan beräknas vara mellan 4,6×1010 M☉ och 6,43×1010 M☉. Förutom stjärnorna finns det även en interstellär gas som innehåller 90 % väte och 10 % helium, med två tredjedelar av vätet i atomform och den återstående tredjedelen i form av molekylärt väte. Massan av denna gas är lika med 10 % eller 15 % av den totala massan av stjärnorna i galaxen. Interstellärt damm utgör ytterligare 1 % av den totala massan.

Strukturen och storleken på vår galax

Vintergatan innehåller mellan 200 och 400 miljarder stjärnor och minst 100 miljarder planeter. Den exakta siffran beror på antalet stjärnor med mycket låg massa som är svåra att upptäcka, särskilt på avstånd större än 300 litas från solen. Som jämförelse innehåller den närliggande Andromedagalaxen ungefär tre biljoner stjärnor och överstiger därför storleken på vår galax. Vintergatankan också innehålla kanske tio miljarder vita dvärgar, miljarddels neutronstjärnor och hundra miljoner svarta hål. Utrymmet mellan stjärnorna fyller en skiva av gas och damm som kallas det interstellära mediet. Denna skiva är åtminstone jämförbar i radie med stjärnorna, medan tjockleken på det gasformiga lagret sträcker sig från hundratals ljusår för kallare gas till tusentals ljusår för varmare gas.

Vintergatan består av en stavformad kärna omgiven av en skiva av gas, damm och stjärnor. Massfördelningen i Vintergatan liknar Hubbles Sbc-typ, och representerar spiralgalaxer med relativt fritt spännande armar. Astronomer började först misstänka att Vintergatan är en sluten spiralgalax, snarare än en vanlig spiralgalax, på 1960-talet. Deras misstankar bekräftades av Spitzer Space Telescope-observationer 2005, där Vintergatans centrala barriär var större än man tidigare trott.

Uppfattningar om storleken på vår galax kan variera. Skivan av stjärnor i Vintergatan har inte en skarp kant bortom vilken det inte finns några stjärnor. Snarare minskar koncentrationen av stjärnor med avståndet från Vintergatans centrum. Av otydliga skäl, bortom en radie på cirka 40 000 litas från centrum, faller antalet stjärnor per kubik parsec mycket snabbare. Den omgivande galaktiska skivan är en sfärisk galaktisk halo av stjärnor och klothopar som sträcker sig längre utåt men är begränsad i storlek av banortvå satelliter av Vintergatan - de stora och små magellanska molnen, varav den närmaste ligger på ett avstånd av cirka 180 000 litas från Galactic Center. På eller bortom detta avstånd kommer omloppsbanorna för de flesta haloobjekt att förstöras av de magellanska molnen. Därför kommer sådana föremål sannolikt att kastas ut från Vintergatans närhet.

Stjärnsystem och oberoende planeter

En fråga om storleken på Vintergatan är en fråga om hur stora galaxer i allmänhet är. Både gravitationell mikrolinsning och observationer av planettransit visar att det finns minst lika många stjärnbundna planeter som det finns stjärnor i Vintergatan. Och mikrolinsmätningar indikerar att det finns fler oberoende planeter som inte är bundna till värdstjärnor än stjärnorna själva. Enligt Meilin Way finns det minst en planet per stjärna, vilket resulterar i uppskattningsvis 100-400 miljarder.

För att förstå strukturen och storleken på vår galax genomför forskare ofta olika analyser av detta slag, och uppdaterar och reviderar ständigt föråldrade data. Till exempel fann en annan analys av Kepler-data i januari 2013 att det finns minst 17 miljarder jordstora exoplaneter i Vintergatan. Den 4 november 2013 rapporterade astronomer, baserat på data från rymduppdraget Kepler, att inom gränserna för stjärnor och röda dvärgar lämpliga för solen i Vintergatans region, upp till 40miljarder jordstora planeter, 11 miljarder av dessa uppskattade planeter kan kretsa kring solliknande stjärnor. Enligt en studie från 2016 kan den närmaste planeten vara 4,2 ljusår bort. Sådana planeter i jordstorlek kan vara fler än gasjättar. Förutom exoplaneter har även "exokometer", kometer utanför solsystemet, upptäckts och kan vara vanliga i Vintergatan. Storleken på stjärnor och galaxer kan variera.