Sammensætning, struktur og størrelse af vores galakse

2024 Forfatter: Miguel Ramacey | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 06:16

Mælkevejen er en stribet spiralgalakse. Vores galakse er mellem 100.000 og 180.000 lysår i diameter. Det anslås af videnskabsmænd at indeholde 100-400 milliarder stjerner. Der er sandsynligvis mindst 100 milliarder planeter i Mælkevejen. Solsystemet ligger inden i skiven, 26.490 lysår fra det galaktiske centrum, på den inderste kant af Orion-armen, en af spiralkoncentrationerne af gas og støv. Stjerner i de inderste 10.000 lysår danner en bule og en eller flere stænger. Det galaktiske center er en intens radiokilde kendt som Sagittarius A, som sandsynligvis er et supermassivt sort hul på 4.100 millioner solmasser.

Hastighed og stråling

Stjerner og gasser over en lang række afstande fra det galaktiske centers kredsløb bevæger sig med en hastighed på omkring 220 kilometer i sekundet. En konstant rotationshastighed er i modstrid med lovene for Kepler-dynamikken og antyder, at de fleste afMælkevejens masse udsender eller absorberer ikke elektromagnetisk stråling. Denne masse er blevet kaldt "mørk stof". Rotationsperioden er omkring 240 millioner år ved Solens position. Mælkevejen bevæger sig med en hastighed på omkring 600 km i sekundet i forhold til ekstragalaktiske referencerammer. De ældste stjerner i Mælkevejen er næsten lige så gamle som universet selv og er sandsynligvis dannet kort efter Big Bang Dark Ages.

Udseende

Mælkevejens centrum er synligt fra Jorden som et diset bånd af hvidt lys, omkring 30° bredt, buet af nattehimlen. Alle individuelle stjerner på nattehimlen, der er synlige med det blotte øje, er en del af Mælkevejen. Lyset kommer fra en ophobning af uopløste stjerner og andet materiale placeret i retning af det galaktiske plan. Mørke områder inden for båndet, såsom Great Rift og Koalsak, er områder, hvor interstellart støv blokerer lys fra fjerne stjerner. Det område af himlen, som Mælkevejen skjuler, kaldes Zone of Avoidance.

Lysstyrke

Mælkevejen har en relativt lav overfladelysstyrke. Dens synlighed kan reduceres kraftigt af baggrunde som lys eller måneskin. For at Mælkevejen kan ses, skal himlen være mørkere end norm alt. Det bør være synligt, hvis størrelsesgrænsen er cirka +5,1 eller højere, og viser flere detaljer ved +6,1. Dette gør Mælkevejen svær at se fra stærkt oplyste by- eller forstadsområder, men meget synlig fra landområder, nårMånen er under horisonten. "New World Atlas of Artificial Night Sky Brightness" afslører, at mere end en tredjedel af verdens befolkning ikke kan se Mælkevejen fra deres hjem på grund af luftforurening.

Mælkevejsgalaksens størrelse

Mælkevejen er den næststørste galakse i den lokale gruppe med sin stjerneskive på omkring 100.000 litas (30 kpc) i diameter og omkring 1000 litas (0,3 kpc) gennemsnitlig tykkelse. Den ringformede række af stjerner viklet rundt om Mælkevejen kan tilhøre selve galaksen, der svinger over og under det galaktiske plan. Hvis det er tilfældet, tyder det på en diameter på 150.000-180.000 lysår (46-55 kpc).

Messe

Estimat af Mælkevejens masse varierer afhængigt af den anvendte metode og data. I den nedre ende af estimeringsområdet er Mælkevejens masse 5,8 × 1011 solmasser (M☉), noget mindre end Andromeda-galaksens masse. Målinger ved hjælp af et meget langt basisarray i 2009 viste hastigheder så høje som 254 km/s (570.000 mph) for stjerner på den ydre kant af Mælkevejen. Da kredsløbshastigheden afhænger af den samlede masse i kredsløbsradius, tyder dette på, at Mælkevejen er mere massiv, omtrent lig med massen af Andromedagalaksen ved 7×1011 M☉ inden for 160.000 liter (49 kpc) fra dens centrum. I 2010 viste en måling af den radiale hastighed af halostjerner, at massen indeholdt inden for 80 kiloparsecs er 7×1011 M☉. Ifølge en undersøgelse offentliggjort i 2014, massen af hele Mælkevejenanslået til 8,5×1011 M☉, hvilket er omkring halvdelen af massen af Andromedagalaksen.

Mørkt stof

Det meste af Mælkevejen er mørkt stof, en ukendt og usynlig form af det, som tyngdekraften interagerer med almindeligt stof. Haloen af mørkt stof er relativt jævnt fordelt over en afstand større end hundrede kilometer (kpc) fra det galaktiske center. Matematiske modeller af Mælkevejen antyder, at massen af mørkt stof er 1-1,5×1012 M☉. Nylige undersøgelser viser et masseområde på 4,5×1012 M☉ og en dimension på 8×1011 M☉.

Interstellar gas

Den samlede masse af alle stjerner i Mælkevejen anslås til at være mellem 4,6×1010 M☉ og 6,43×1010 M☉. Udover stjernerne er der også en interstellar gas indeholdende 90 % brint og 10 % helium, med to tredjedele af brinten i atomform og den resterende tredjedel i form af molekylært brint. Massen af denne gas er lig med 10 % eller 15 % af den samlede masse af stjernerne i galaksen. Interstellart støv udgør yderligere 1 % af den samlede masse.

Strukturen og størrelsen af vores galakse

Mælkevejen indeholder mellem 200 og 400 milliarder stjerner og mindst 100 milliarder planeter. Det nøjagtige tal afhænger af antallet af stjerner med meget lav masse, som er svære at opdage, især ved afstande større end 300 litas fra Solen. Til sammenligning indeholder den nærliggende Andromedagalaks cirka tre billioner stjerner og overstiger derfor størrelsen af vores galakse. Mælkevejenkan også indeholde måske ti milliarder hvide dværge, milliardtedel neutronstjerner og hundrede millioner sorte huller. Udfylder rummet mellem stjerner er en skive af gas og støv kaldet det interstellare medium. Denne skive er i det mindste sammenlignelig i radius med stjernerne, mens tykkelsen af det gasformige lag varierer fra hundreder af lysår for køligere gas til tusinder af lysår for varmere gas.

Mælkevejen består af et stavformet kerneområde omgivet af en skive af gas, støv og stjerner. Massefordelingen i Mælkevejen ligner meget Hubbles Sbc-type, der repræsenterer spiralgalakser med relativt fritspændende arme. Astronomer begyndte først at mistænke, at Mælkevejen er en lukket spiralgalakse, snarere end en almindelig spiralgalakse, i 1960'erne. Deres mistanker blev bekræftet af Spitzer Space Telescope-observationer i 2005, hvor Mælkevejens centrale barriere var større end tidligere antaget.

Forestillinger om størrelsen af vores galakse kan variere. Stjerneskiven i Mælkevejen har ikke en skarp kant, ud over hvilken der ikke er stjerner. Tværtimod falder koncentrationen af stjerner med afstanden fra Mælkevejens centrum. Af uklare årsager falder antallet af stjerner pr. kubik parsec meget hurtigere ud over en radius på omkring 40.000 litas fra centrum. Den omgivende galaktiske skive er en sfærisk galaktisk glorie af stjerner og kuglehobe, der strækker sig længere udad, men er begrænset i størrelse af banerto satellitter af Mælkevejen - den store og små magellanske skyer, hvoraf den nærmeste er placeret i en afstand af omkring 180.000 litas fra det galaktiske center. På eller ud over denne afstand vil de fleste haloobjekters kredsløb blive ødelagt af de magellanske skyer. Derfor vil sådanne genstande sandsynligvis blive slynget ud fra Mælkevejens nærhed.

Stjernesystemer og uafhængige planeter

Et spørgsmål om størrelsen af Mælkevejen er et spørgsmål om, hvor store galakser generelt er. Både gravitationel mikrolinse og planetariske transitobservationer indikerer, at der er mindst lige så mange stjernebundne planeter, som der er stjerner i Mælkevejen. Og mikrolinsemålinger indikerer, at der er flere uafhængige planeter, der ikke er bundet til værtsstjerner, end stjernerne selv. Ifølge Meilin Way er der mindst én planet pr. stjerne, hvilket resulterer i anslået 100-400 milliarder.

For at forstå strukturen og størrelsen af vores galakse udfører videnskabsmænd ofte forskellige analyser af denne art, idet de konstant opdaterer og reviderer forældede data. For eksempel fandt en anden analyse af Kepler-data i januar 2013, at der er mindst 17 milliarder jordstore exoplaneter i Mælkevejen. Den 4. november 2013 rapporterede astronomer, baseret på data fra Kepler-rummissionen, at inden for grænserne for stjerner og røde dværge, der er egnede til Solen i Mælkevejsregionen, op til 40milliarder planeter på størrelse med jorden, 11 milliarder af disse anslåede planeter kan kredse om sollignende stjerner. Ifølge en undersøgelse fra 2016 kunne den nærmeste sådan planet være 4,2 lysår væk. Sådanne planeter på størrelse med jorden kan være flere end gasgiganter. Ud over exoplaneter er "exokometer", kometer uden for solsystemet, også blevet opdaget og kan være almindelige i Mælkevejen. Størrelsen af stjerner og galakser kan variere.