Meie galaktika koostis, struktuur ja suurus

2024 Autor: Miguel Ramacey | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 06:17

Linnutee on triibuline spiraalgalaktika. Meie galaktika läbimõõt on 100 000–180 000 valgusaastat. Teadlaste hinnangul sisaldab see 100–400 miljardit tähte. Tõenäoliselt on Linnuteel vähem alt 100 miljardit planeeti. Päikesesüsteem asub ketta sees, 26 490 valgusaasta kaugusel Galaktika keskusest, Orioni käe siseservas, mis on üks gaasi ja tolmu spiraalseid kontsentratsioone. Siseimas 10 000 valgusaasta kaugusel asuvad tähed moodustavad mõhna ja ühe või mitu varda. Galaktika keskus on intensiivne raadioallikas, mida nimetatakse Ambur A-ks ja mis on tõenäoliselt 4,100 miljonilise päikesemassiga supermassiivne must auk.

Kiirus ja kiirgus

Galaktika keskuse orbiidist laias vahemikus olevad tähed ja gaasid liiguvad kiirusega umbes 220 kilomeetrit sekundis. Konstantne pöörlemiskiirus on vastuolus Kepleri dünaamika seadustega ja viitab sellele, et enamikLinnutee mass ei kiirga ega neela elektromagnetkiirgust. Seda massi on nimetatud "tumeaineks". Pöörlemisperiood on Päikese asukohas umbes 240 miljonit aastat. Linnutee liigub kiirusega umbes 600 km sekundis võrreldes galaktiliste tugiraamistikega. Linnutee vanimad tähed on peaaegu sama vanad kui universum ise ja tekkisid tõenäoliselt vahetult pärast Suure Paugu pimedat ajastut.

Välimus

Linnutee keskpunkt on Ma alt nähtav umbes 30° laiuse häguse valge valgusribana, mis kaardub öötaeva poolt. Kõik palja silmaga nähtavad üksikud tähed öötaevas on osa Linnuteest. Valgus pärineb lahendamata tähtede ja muu galaktika tasandi suunas paiknevatest materjalidest. Vööndi tumedad piirkonnad, nagu Suur lõhe ja Koalsak, on alad, kus tähtedevaheline tolm blokeerib kaugete tähtede valgust. Taevapiirkonda, mida Linnutee varjab, nimetatakse vältimistsooniks.

Heledus

Linnuteel on suhteliselt madal pinna heledus. Selle nähtavust võivad taustad, nagu valgus või kuuvalgus, oluliselt vähendada. Et Linnutee oleks nähtav, peab taevas olema tavapärasest tumedam. See peaks olema nähtav, kui magnituudipiir on ligikaudu +5,1 või kõrgem, ja näitab üksikasjalikum alt +6,1. See muudab Linnutee ered alt valgustatud linna- või eeslinnapiirkondadest raskesti nähtavaks, kuid maapiirkondadest hästi nähtavaks, kuiKuu on horisondi all. "Uus maailma kunstliku öötaeva heleduse atlas" paljastab, et enam kui kolmandik maailma elanikkonnast ei näe õhusaaste tõttu oma kodudest Linnuteed.

Linnutee galaktika suurus

Linnutee on kohaliku rühma suuruselt teine galaktika, mille täheketta läbimõõt on umbes 100 000 litti (30 kpc) ja keskmine paksus umbes 1000 litti (0,3 kpc). Linnutee ümber keerdunud rõngakujuline tähtede jada võib kuuluda galaktikale endale, võnkudes galaktika tasandist kõrgemal ja all. Kui jah, siis läbimõõt on 150 000–180 000 valgusaastat (46–55 kpc).

Miss

Linnutee massiprognoosid sõltuvad kasutatud meetodist ja andmetest. Hinnanguvahemiku alumises otsas on Linnutee mass 5,8 × 1011 päikesemassi (M☉), mis on mõnevõrra väiksem kui Andromeeda galaktika mass. 2009. aastal väga pikka baasmassiivi kasutanud mõõtmised näitasid Linnutee välisserval asuvate tähtede kiiruseks koguni 254 km/s (570 000 miili tunnis). Kuna orbiidi kiirus sõltub kogumassist orbiidi raadiuses, viitab see sellele, et Linnutee on massiivsem, ligikaudu võrdne Andromeeda galaktika massiga 7 × 1011 M☉ 160 000 liitri (49 kpc) raadiuses selle keskmest. 2010. aastal näitas halotähtede radiaalkiiruse mõõtmine, et 80 kiloparseki piires sisalduv mass on 7×1011 M☉. 2014. aastal avaldatud uuringu kohaselt kogu Linnutee masshinnanguliselt 8,5 × 1011 M☉, mis on umbes pool Andromeeda galaktika massist.

Tumeaine

Suurem osa Linnuteest on tumeaine, selle tundmatu ja nähtamatu vorm, mis suhtleb gravitatsiooniliselt tavaainega. Tumeaine halo on jaotunud suhteliselt ühtlaselt galaktilisest keskusest kaugemal kui sada kilomeetrit (kpc). Linnutee matemaatilised mudelid näitavad, et tumeaine mass on 1-1,5 × 1012 M☉. Hiljutised uuringud näitavad massivahemikku 4,5×1012 M☉ ja mõõtmeid 8×1011 M☉.

Tähtedevaheline gaas

Kõigi Linnutee tähtede kogumass on hinnanguliselt vahemikus 4,6 × 1010 M☉ kuni 6,43 × 1010 M☉. Lisaks tähtedele on olemas ka tähtedevaheline gaas, mis sisaldab 90% vesinikku ja 10% heeliumi, kusjuures kaks kolmandikku vesinikust on aatomi kujul ja ülejäänud kolmandik molekulaarse vesiniku kujul. Selle gaasi mass on 10% või 15% galaktika tähtede kogumassist. Tähtedevaheline tolm moodustab kogumassist veel 1%.

Meie galaktika struktuur ja suurus

Linnutee sisaldab 200–400 miljardit tähte ja vähem alt 100 miljardit planeeti. Täpne arv sõltub väga väikese massiga tähtede arvust, mida on raske tuvastada, eriti kaugemal kui 300 litti Päikesest. Võrdluseks, naabruses asuv Andromeeda galaktika sisaldab ligikaudu kolme triljonit tähte ja ületab seetõttu meie galaktika suuruse. Linnuteevõib sisaldada ka kümmet miljardit valget kääbust, miljardit neutrontähte ja sada miljonit musta auku. Tähtede vahelise ruumi täitmine on gaasi- ja tolmuketas, mida nimetatakse tähtedevaheliseks keskkonnaks. Selle ketta raadius on vähem alt võrreldav tähtede omaga, samas kui gaasikihi paksus ulatub sadadest valgusaastatest jahedama gaasi puhul tuhandete valgusaastateni soojema gaasi puhul.

Linnutee koosneb vardakujulisest südamikupiirkonnast, mida ümbritseb gaasi-, tolmu- ja tähtede ketas. Linnutee massijaotus meenutab väga Hubble'i Sbc tüüpi, mis esindab suhteliselt vab alt ulatuvate harudega spiraalgalaktikaid. Astronoomid hakkasid esimest korda kahtlustama, et Linnutee on suletud spiraalgalaktika, mitte tavaline spiraalgalaktika, 1960. aastatel. Nende kahtlusi kinnitasid Spitzeri kosmoseteleskoobi vaatlused 2005. aastal, kus Linnutee keskne barjäär oli suurem, kui seni arvati.

Arvamused meie galaktika suurusest võivad erineda. Linnutee tähtede kettal ei ole teravat serva, millest kaugemale poleks tähti. Pigem väheneb tähtede kontsentratsioon Linnutee keskpunktist kaugenedes. Ebaselgetel põhjustel langeb umbes 40 000 liti raadiuses keskusest tähtede arv kuupparseki kohta palju kiiremini. Ümbritsev galaktiline ketas on tähtedest ja kerasparvedest koosnev sfääriline galaktiline halo, mis ulatub kaugemale väljapoole, kuid mille suurus on piiratud orbiidigakaks Linnutee satelliiti – Suur ja Väike Magellani Pilv, millest lähim asub Galaktika keskusest umbes 180 000 liti kaugusel. Sellel kaugusel või sellest kaugemal hävitavad Magellaani pilved enamiku haloobjektide orbiidid. Seetõttu paiskuvad sellised objektid Linnutee lähedusest tõenäoliselt välja.

Tähesüsteemid ja sõltumatud planeedid

Küsimus Linnutee suuruse kohta on küsimus selle kohta, kui suured galaktikad üldiselt on. Nii gravitatsiooniline mikroläätsede kui ka planeetide transiidi vaatlused näitavad, et tähtedega seotud planeete on vähem alt sama palju kui Linnuteel tähti. Ja mikroläätsede mõõtmised näitavad, et on rohkem sõltumatuid planeete, mis pole peremeestähtedega seotud, kui tähed ise. Meilini tee järgi on iga tähe kohta vähem alt üks planeet, mille tulemuseks on hinnanguliselt 100–400 miljardit.

Meie galaktika struktuuri ja suuruse mõistmiseks viivad teadlased sageli läbi erinevaid sedalaadi analüüse, uuendades ja korrigeerides pidev alt aegunud andmeid. Näiteks ühes teises Kepleri andmete analüüsis 2013. aasta jaanuaris leiti, et Linnuteel on vähem alt 17 miljardit Maa-suurust eksoplaneeti. 4. novembril 2013 teatasid astronoomid Kepleri kosmosemissiooni andmetele tuginedes, et Päikesele sobivate tähtede ja punaste kääbuste piirides Linnutee piirkonnas on kuni 40miljardit Maa-suurust planeeti, neist hinnanguliselt 11 miljardit planeeti võivad tiirleda ümber päikesesarnaste tähtede. 2016. aasta uuringu kohaselt võib lähim selline planeet olla 4,2 valgusaasta kaugusel. Selliseid Maa-suuruseid planeete võib olla rohkem kui gaasihiiglasi. Lisaks eksoplaneetidele on avastatud ka "eksokomeete", väljaspool Päikesesüsteemi asuvaid komeete, mis võivad Linnuteel olla levinud. Tähtede ja galaktikate suurused võivad erineda.