الفلك

كيف نعرف أن درب التبانة مجرة ​​حلزونية "مشدودة"؟

كيف نعرف أن درب التبانة مجرة ​​حلزونية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

بالإشارة إلى السؤال "كيف يمكننا أن نقول أن درب التبانة هو مجرة ​​حلزونية؟"

الإجابات هناك تلخص بوضوح السؤال المطروح. لكن درب التبانة ليست مجرد مجرة ​​حلزونية. تم تصنيفها كذلك على أنها منعت مجرة حلزونية.

سؤال: ما هي الميزة الخاصة في توزيع النجوم ، أو بشكل عام ميزة في الملاحظات قادتنا إلى الاعتقاد بأنها مجرة ​​مقوسة؟

ملحوظة: لا تكفي الصورة ذات الحافة العلوية لتثبيتها ، نظرًا لأن التوزيع الكثيف عند أنصاف أقطار أصغر يمكن أن ينشأ أيضًا من كثافة غير منتظمة على القرص الحلزوني إذا تم تصميمها لتناسب الملاحظات. ليس لدينا أي بيانات من زوايا أو توجهات أخرى.


هناك عدة أسطر مختلفة من الأدلة التي تشكل معًا صورة متماسكة: صورة مجرة ​​محصورة. علاوة على ذلك ، نظرًا لأن معظم المجرات القرصية محظورة ، يجب أن نتوقع نفس الشيء من مجرة ​​درب التبانة. والأدلة المختلفة هي:

يُظهر توزيع الضوء المرصود (2MASS) عدم تناسق بين اليسار واليمين في السطوع والارتفاع الرأسي. يتم تفسير ذلك من خلال الطرف القريب من الشريط الموجود على هذا الجانب.

تظهر سرعات الغاز المرصودة سرعات "ممنوعة" في مجرة ​​متناظرة أو قريبة من المحور (أذرع حلزونية فقط). تحدث هذه السرعات بشكل طبيعي من مدارات الغاز في جهد محدود

يُظهر توزيع السرعة للنجوم في الحي الشمسي بعض التباينات والتكتلات التي يمكن تفسيرها بشكل طبيعي بالرنين المداري مع دوران القضيب.

مدى وسرعة النمط واتجاه الشريط متناسق بين هذه الثلاثة.


يمكننا فقط رؤية الحافة ، لكن هذا يعطينا معلومات كافية لتحديد شكل مجرتنا. بالنسبة للعديد من النجوم ، ليس لدينا موقعها في سمائنا فحسب ، بل نعرف أيضًا بعدها وحركتها النسبية.

هذا الفرع من علم الفلك يسمى علم الفلك. يتم ذلك من الأرض ، ولكن في السنوات الأخيرة لدينا مهمتان للأقمار الصناعية ، Hipparcos و Gaia ، والتي أعطتنا مستويات غير مسبوقة من الدقة لأكثر من مليار نجم ، وهو الكثير ليعطينا فكرة جيدة عن ماهية مجرتنا يشبه.


التعليق القائل بأن الصورة انطباع فنان صحيح تمامًا. ولكن مع إجراء المزيد من المسوحات الرئيسية للنجوم وتحليلها (Gaia في المرئي ، مع مسافات ولكن صعوبات بسبب الغبار الكثيف في الطائرة المجرة ، و VVV في الأشعة تحت الحمراء ، مما يسمح باختراق الغبار ولكن يجب استنتاج المسافات) صورتنا يصبح الشريط أكثر وضوحًا ببطء ، في الواقع لا يبدو مختلفًا عن الشريط الموجود في هذه الصورة ، والذي استند في الأصل إلى مسح GLIMPSE للنجوم في الأشعة تحت الحمراء بواسطة القمر الصناعي سبيتزر (الذي انتهت مهمته بالأمس).


مجرة درب التبانة - التصوير المقطعي لمجرة حلزونية

مجرتنا ، درب التبانة ، لا تزال غامضة. قام العلماء في معهد ماكس بلانك للفيزياء الخارجية بوضع نماذج للمكونات الموجودة في داخلها ، وربطوا الملاحظات الجديدة لعدد النجوم المسقطة بالتوزيع ثلاثي الأبعاد للنجوم: في منتصف انتفاخ طويل يمتد حوالي 10000 سنة ضوئية عبر مركز درب التبانة ، هناك توزيع كثيف شبه دائري للنجوم التي يبلغ قطرها حوالي 4000 سنة ضوئية. علاوة على ذلك ، يتحول الانتفاخ إلى قضيب يصل إلى حوالي 15000 سنة ضوئية ويتفاعل مع الأذرع الحلزونية لمجرة درب التبانة. في النموذج ، تتشكل هذه المكونات بشكل طبيعي أثناء التطور الجوهري لمجرة قرصية وتتكون من نجوم صنعت في الأصل في القرص. لذلك يمكن أن تكون مجرتنا درب التبانة قد بدأت كمجرة قرصية نقية.

الشكل 1: المجرة NGC 1073 عبارة عن مجرة ​​حلزونية بها انتفاخ على شكل شريط في المنتصف. إذا تمكنا من مراقبة درب التبانة "من أعلى" فستبدو متشابهة جدًا.

تتكون مجرتنا درب التبانة ، مثل العديد من المجرات الحلزونية الأخرى ، من قرص بأذرع لولبية تحتوي على نجوم شابة نسبيًا ، ونجوم ممدودة ومثلثة في المنطقة الوسطى ذات النجوم القديمة في الغالب. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي مجرة ​​درب التبانة أيضًا على & quotbar & quot كما هو الحال مع حوالي ثلثي المجرات الحلزونية (انظر الشكل 1). هذا الهيكل العام لمجرتنا معروف منذ بعض الوقت ، ولكن من الصعب قياس التوزيع المكاني وخصائص النجوم البعيدة لأن الشمس والأرض تقعان مباشرة في قرص الغاز والغبار الرقيق الخاص بـ Galaxy & aposs. لذلك غالبًا ما يتم إخفاء النجوم البعيدة خلف سحب الغاز والغبار ، خاصة في اتجاه مركز المجرة على مسافة 25000 سنة ضوئية (الشكل 2).

أفضل منظر للمجرة الداخلية يكون عند الأطوال الموجية القريبة من الأشعة تحت الحمراء ، حيث تصبح الغيوم شفافة. أعطتنا مثل هذه الملاحظات لفئة معينة من النجوم العملاقة ، ما يسمى بالنجوم المتكتلة الحمراء ، أفضل المعلومات حول مجرة ​​درب التبانة والمناطق الداخلية لأبوس حتى الآن. هذه النجوم لها لمعان ولون موحدان للغاية ، وبالتالي يمكن تحديد مسافاتها والتعتيم المتبقي بواسطة الغبار من سطوعها ولونها الظاهريين. باستخدام هذه المعلومات ، يمكن إعادة بناء توزيعها على طول خط البصر.

الشكل 2: هذه الصورة البانورامية بزاوية 360 درجة ، والتي تغطي الكرة السماوية الجنوبية والشمالية بالكامل ، تُظهر قرص مجرة ​​درب التبانة ، حيث يتم إخفاء ضوء النجوم المنتفخة خلف خيوط تمتص الغبار.

أدى عدم التناسق في توزيع هذه النجوم على جانبي مركز المجرة إلى اعتقاد علماء الفلك أن النجوم مرتبة في هيكل يشبه الشريط. حتى أن البيانات اقترحت مكونين مشدودان ، انتفاخ داخلي ممدود ، وشريط خارجي في القرص ، باتجاهات مختلفة. أظهرت الملاحظات الأخيرة من مسح VVV في تلسكوب ESO VISTA أن التباينات في توزيعات النجوم المتجمعة الحمراء تتغير مرة أخرى في غضون 2000 سنة ضوئية من مركز المجرة. هل هذا يعني وجود مكون جديد للقضيب النووي في أقصى مجرة ​​درب التبانة؟ وكيف يمكن أن تتشكل كل هذه الهياكل في درب التبانة الداخلية؟

باستخدام محاكاة الكمبيوتر ، أظهر العلماء في معهد ماكس بلانك لفيزياء خارج الأرض الآن أن الانتفاخ الممدود ، والشريط الموجود في القرص ، وتوزيع النجوم حول مركز مجرة ​​درب التبانة يمكن تفسيرها جميعًا بنفس النموذج. ، والذي يتنبأ أيضًا بكيفية تفاعل الشريط مع الأذرع الحلزونية. تبين أن المنطقة الأعمق في غضون 2000 سنة ضوئية من المركز تتمتع بكثافة أعلى وتشكل مستدير من البنية على شكل السيجار للانتفاخ الخارجي (الشكل 3).

الشكل 3: نموذج حاسوبي لمجرة قرصية تشبه درب التبانة. تُظهر الصورة أعلاه منظرًا جانبيًا للمحاكاة ، حيث يمكن للمرء أن يرى المجرة من موقع الأرض. في أسفل الصورة اليسرى ، تظهر المحاكاة بأكملها بحجم 50000 سنة ضوئية على أحد الجانبين ، وتُظهر الصورة في أسفل اليمين المنطقة الوسطى مع 16000 سنة ضوئية على جانبها. في الصورة اليسرى ، يظهر تشوه الشريط الممدود بوضوح ، حيث يتفاعل مع الأذرع الحلزونية. تُظهر الصورة المكبرة على اليمين التغييرات الهيكلية بالقرب من المركز حيث يكون للنجوم توزيع مستدير.

& quot في نموذجنا ، ينتج الانتفاخ المجري عن عدم الاستقرار الديناميكي في القرص ، كما يقول أورتوين جيرهارد ، كبير العلماء في مجموعة البحث في MPE. & quot بشكل مفاجئ ، يمكننا إعادة إنتاج التكوين المكتشف حديثًا باستخدام هذا النموذج أيضًا ، دون الحاجة إلى ضبط المعلمات على هذه الملاحظات على وجه الخصوص. جميع المكونات ، بالقرب من المركز وأبعد ، تتشكل بشكل طبيعي في تطور مجرة ​​قرصية عامة. & quot

تتضمن المحاكاة مليون جسيم ، تم ترتيبها في البداية في قرص أسي ومحاطة بهالة من المادة المظلمة. على مدار 1-2 مليار سنة ، تتطور حالة عدم الاستقرار التي تؤدي أولاً إلى هيكل على شكل قضيب وأخيراً إلى سماكة في المركز ، الانتفاخ الممدود. حقيقة أن العديد من الهياكل في مجرة ​​درب التبانة تظهر بشكل طبيعي في مثل هذه المحاكاة كما رأينا من موقعنا داخل القرص ، تدعم الفرضية القائلة بأن مجرتنا درب التبانة بدأت كمجرة قرصية نقية وتطورت دون أي تأثير خارجي كبير.


مثال ممتاز على المجرة الحلزونية المشقوقة ، يظهر الوجه في وضع التشغيل. هذا ما قد تبدو عليه مجرتنا درب التبانة

أعطانا تلسكوب هابل الفضائي صورة جميلة للمجرة الحلزونية ذات القضبان NGC 7773. هذه مجرة ​​كلاسيكية من هذا النوع ، وتسلط الضوء على الشريط اللامع للنجوم المركزة التي تثبت المجرة وأذرعها الحلزونية الفخمة. تم التقاطها بكاميرا Hubble & # 8217s Wide Field Camera 3 (WFC3.)

تبعد NGC 7773 ما يقرب من 400 مليون سنة ضوئية في كوكبة بيغاسوس. نحن & # 8217 نعرف عنه لفترة طويلة. تم اكتشافه في عام 1790 من قبل ويليام هيرشل ، وهو زميل معروف لهواة علم الفلك. اكتشف هيرشل أورانوس ، بالإضافة إلى العديد من المجرات والعناقيد النجمية والسدم.

اسم & # 8216barred المجرة الحلزونية & # 8217 لا & # 8217t يتطلب الكثير من الشرح. المجرات الحلزونية مألوفة لدى كل طفل في المدرسة ، والنوع المحظور هو على الأرجح مجرد مجرة ​​حلزونية أقدم وأكثر نضجًا. الشريط المشرق هو منطقة النجوم المركزة وولادة النجوم.

تفتقر المجرات الحلزونية الأصغر سنًا إلى الشريط اللامع في المركز. علماء الفلك على يقين تام من أنه مع تقدم عمر المجرة الحلزونية ، ينجذب الغاز المكون للنجوم نحو المركز ، حيث يتحد في شكل نجوم. في تلك الحضانة النجمية ، تكون النجوم الشابة ساطعة للغاية من وجهة نظرنا البعيدة بحيث يصعب تمييز النجوم الفردية.

مقارنة جنبًا إلى جنب. على اليسار توجد المجرة الحلزونية NGC 5457. على اليمين توجد المجرة الحلزونية ذات القضبان NGC 7773. حقوق الصورة: (يسار): وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا شكر وتقدير: باحثو المشروع لبيانات هابل الأصلية: K.D. Kuntz (GSFC) و F. Bresolin (جامعة هاواي) و J. Trauger (JPL) و J. Mould (NOAO) و Y.-H. Chu (جامعة إلينوي ، أوربانا) معالجة الصور: Davide De Martin (ESA / Hubble) CFHT image: Canada-France-Hawaii Telescope / J.-C. Cuillandre / CoelumNOAO image: George Jacoby، Bruce Bohannan، Mark Hanna / NOAO / AURA / NSF & # 8211 http://www.spacetelescope.org/news/html/heic0602.html ([cdn.spacetelescope.org/archives/images /screen/heic0602a.jpg رابط مباشر]) انظر أيضًا: http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2006/10/image/a، CC BY 3.0، https://commons.wikimedia.org /w/index.php؟curid=36216331 (يمين): ESA / Hubble & amp NASA، J. Walsh

لم تعد المجرات الحلزونية الضيقة & # 8217t نادرة ، وقد صور هابل والتلسكوبات الأخرى عددًا قليلاً منها على مر السنين.

مجرتان حلزونيتان. إلى اليسار: NGC 1300 بواسطة HST / NASA / ESA. إلى اليمين: NGC 1672 بواسطة NASA و ESA وفريق Hubble Heritage (STScI / AURA) -ESA / Hubble Collaboration

هذه هياكل جميلة ومذهلة. ما يثير إعجابنا هو أننا قد نعيش جيدًا داخل إحدى هذه الجمالات العملاقة. نحن نعلم أن درب التبانة عبارة عن مجرة ​​حلزونية ، وفي الستينيات بدأنا نشك في أنها حلزوني ذو قضيب. ثم في عام 1975 ، في ورقة بعنوان & # 8220Models للمناطق الداخلية من المجرة ، & # 8221 الباحث W.L. طور بيترز نموذجًا حلزونيًا مشدودًا لمجرة درب التبانة يشرح السمات البارزة في الأذرع الحلزونية للمجرة.

لكن يمكننا & # 8217t رؤية الشريط بالفعل. على الأقل ليس بصريًا.

هذه الصورة البانورامية بزاوية 360 درجة لمجرة درب التبانة عبارة عن فسيفساء من الصور وضعها معًا المرصد الأوروبي الجنوبي. المنطقة المضيئة في المركز هي انتفاخ المجرة. من وجهة نظرنا البصرية ، لا يوجد شريط مرئي. حقوق الصورة: بواسطة ESO / S. Brunier & # 8211 http://www.eso.org/public/images/eso0932a/، CC BY 4.0، https://commons.wikimedia.org/w/index.php؟curid=9559670

في الثمانينيات من القرن الماضي ، اكتشفت التلسكوبات الراديوية وجود غاز في مجرة ​​درب التبانة يشير إلى وجود الشريط. ثم في التسعينيات ، أضافت الملاحظات من مسح 2-Micron All-Sky Survey (2MASS) المزيد من الأدلة على الشريط. لكن هناك & # 8217s كمية هائلة من الغبار لمحاولة رؤية ذلك الجزء من المجرة. لم يكن علماء الفلك متأكدين ، لكن الأدلة كانت تتزايد.

ثم في عام 2003 ، أطلقت ناسا تلسكوب Spitzer Space Telescope ، وهو تلسكوب قوي يعمل بالأشعة تحت الحمراء يمكنه رؤية قلب المجرة بشكل أفضل من أي من سابقاتها. استخدم فريق من علماء الفلك قوة Spitzer & # 8217s للتنظير عبر الغبار والنظر إلى 30 مليون نجم في منطقة درب التبانة & # 8217s المركزية. هذا أمر صعب ، ووصفه أحد علماء الفلك المعنيين بأنه يحاول العثور على حدود الغابة من أعماقها.

قال إد تشيرشويل في ذلك الوقت: "هذا هو أفضل دليل على الإطلاق لهذا الشريط المركزي الطويل في مجرتنا". تشرشويل هو أستاذ علم الفلك بجامعة واشنطن ماديسون ومؤلف رئيسي لورقة بحثية وصفت العمل في مجلة Astrophysical Journal Letters.

أضاف المؤلف الرئيسي روبرت بنجامين ، وهو أيضًا من جامعة ويسكونسن ، & # 8220 حتى الآن ، هذا هو أفضل دليل على وجود شريط طويل في مجرتنا. من الصعب الجدال مع هذه البيانات. & # 8221

لقد وجدوا دليلًا قاطعًا على وجود الشريط ، وأنه يمتد إلى أبعد مما كان يعتقد سابقًا. تصل إلى نصف المسافة من مركز المجرة إلى شمسنا ، حوالي 27000 سنة ضوئية. قال تشرشويل ، في وقت الاكتشاف ، إنه عنصر رئيسي في مجرتنا وظل مخفيًا حتى الآن. حقيقة أنها كبيرة تعني أنه سيكون لها تأثير كبير على ديناميكيات الجزء الداخلي من مجرتنا ".

انطباع فنان عن الشريط الكبير في وسط مجرة ​​درب التبانة. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech / R Hurt، SSC / Caltech

السؤال هو كيف يؤثر هذا الهيكل الكبير على المجرة؟ ما هو الدور الذي تلعبه؟

في الأذرع الحلزونية ، حيث نقضي حياتنا نتساءل عن الأشياء ، تدور النجوم حول مركز المجرة كل بضع مئات الملايين من السنين. ولكن في الشريط ، تسافر النجوم في مدارات إهليلجية تأخذها باتجاه مركز المجرة وبعيدًا عنه ، حيث يوجد الثقب الأسود الهائل Sagittarius A-star. أيضًا ، بينما تحتوي الأذرع على الكثير من النجوم الشابة والزرقاء ، يحتوي الشريط في الغالب على نجوم حمراء قديمة.

اعتقد تشرشويل أن الشريط يشبه المسار الذي يحمل المواد نحو الثقب الأسود. & # 8220 هذا الشريط ربما يحمل المادة إلى مركز المجرة ويغذي الثقب الأسود ، & # 8221 تشرشويل قال لـ عالم جديد في 2005.

صورة من هابل للمجرة الحلزونية الضيقة UGC 12158 ، والتي يعتقد علماء الفلك أنها تشبه إلى حد كبير مجرة ​​درب التبانة. يبعد UGC 12158 حوالي 400 مليون سنة ضوئية ، ويعطينا منظرًا رائعًا وصورة مثالية لمجرة حلزونية ضلعية. حقوق الصورة: بواسطة ESA / Hubble & amp NASA & # 8211 http://www.spacetelescope.org/images/potw1035a/ ، المجال العام ، https://commons.wikimedia.org/w/index.php؟curid=12385417

هناك الكثير من الحلزونات ذات القضبان ، لذا فهي هياكل مستقرة. في الواقع ، حوالي ثلثي المجرات كلها عبارة عن حلزونات مجوفة. لكن ماذا يخبرنا وجود شخص ما عن تاريخ مجرة ​​درب التبانة والمستقبل؟

& # 8220 لا أعتقد أن أي شخص يفهم تمامًا كيف تتشكل القضبان ، & # 8221 قال تشرشويل في عام 2005. & # 8220 ما نعرفه هو أنه يبدو أن هناك العديد من المجرات المحظورة التي يجب أن تكون مستقرة نوعًا ما. يجب على علماء الفلك أن يتوصلوا إلى نوع من النماذج يمكن أن يفسر استقرار هذه الهياكل. & # 8221

ولكن كان ذلك في عام 2005 ، والآن ، بعد مرور 15 عامًا تقريبًا ، تعلم الفلكيون القليل من الأشياء الأخرى.

نحن نعلم أن المجرات الحلزونية تصبح حلزونية ضيقة على مدار حوالي ملياري سنة. يقول التفكير الحالي أن الشريط يقوم بالفعل بنقل المواد إلى مركز المجرة ، مما يساعد على تغذية تكوين نجوم جديدة وإنشاء نواة مجرية نشطة. يعتقد 8217 أن موجة كثافة من مركز المجرة تخلق الشريط. بمرور الوقت ، فإنه يؤثر على النجوم أكثر فأكثر ، مما يؤدي إلى إنشاء شريط دائم ذاتيًا.

يبدو أيضًا أن المجرات الحلزونية المحظورة يمكن أن تفقد قضبانها. بمرور الوقت ، يمكن أن يتحلل هيكل الشريط. تصبح كتلته كبيرة جدًا لدرجة أنها تصبح غير مستقرة ، ومن ثم تصبح الذراعين قصيرتين في المظهر ، بدلاً من الأذرع الجميلة في مجرة ​​درب التبانة.

مثال آخر على مجرة ​​حلزونية مشدودة. تختلف NGC 1073 عن مجرة ​​درب التبانة. شريط & # 8217s أكبر والأذرع أقل تحديدًا وليست متماثلة. حقوق الصورة: بواسطة وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ، CC BY 4.0 ، https://commons.wikimedia.org/w/index.php؟

لقد تعلمنا الكثير عن مجرتنا درب التبانة ، وعن مورفولوجيا وتطور المجرات بشكل عام. لكننا ما زلنا لا نزال نرفض كيفية عمل كل من الشريط والذراعين والانتفاخ والثقب الأسود الهائل في المركز معًا لتشكيل مجرة ​​درب التبانة.

لكن يمكننا أن نرى كيف تعلمنا الكثير في غضون بضعة عقود قصيرة. نأمل أن نتعلم الكثير في العقود القليلة القادمة & # 8217.


كيف نعرف أن درب التبانة مجرة ​​حلزونية "مشدودة"؟ - الفلك

تُظهر الصورة بعض المجرات التي تم إنشاؤها بواسطة نموذج الكمبيوتر. الأجسام الصفراء هي الأبعد ، وبالتالي تظهر كما كانت قبل 13 مليار سنة ، في حين أن تلك الأقرب تُرى كما بدت مؤخرًا. (الائتمان: A. Benson / جامعة دورهام ، NASA / STScI)

كالتيك (الولايات المتحدة) -لأول مرة ، شرح اثنان من علماء الفلك تنوع أشكال المجرات التي شوهدت في الكون.

قام العلماء ، أندرو بنسون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) ونيك ديفيروكس من جامعة إمبري ريدل في أريزونا ، بتتبع تطور المجرات على مدى ثلاثة عشر مليار سنة من بدايات الكون حتى يومنا هذا. تظهر نتائجهم في المجلة الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

المجرات هي مجموعات النجوم والكواكب والغاز والغبار التي تشكل معظم المكونات المرئية للكون. يحتوي الأصغر على بضعة ملايين والأكبر يصل إلى مليون مليون (تريليون) نجمة.

طور عالم الفلك الأمريكي إدوين هابل أول تصنيف للمجرات في الثلاثينيات من القرن الماضي ، والذي أصبح معروفًا منذ ذلك الحين باسم & # 8216Hubble Sequence & # 8216. هناك ثلاثة أشكال أساسية:

  • حلزوني ، حيث تنفجر أذرع المواد في قرص من انتفاخ مركزي صغير ،
  • قضبان حلزونية ، حيث تخرج الذراعين في قرص من شريط أكبر من المواد ،
  • بيضاوي الشكل ، حيث يتم توزيع نجوم المجرة بشكل متساوٍ في انتفاخ بدون أذرع أو قرص.

يوضح هذا الشكل تسلسل هابل. على اليسار توجد مجرات إهليلجية تتراوح أشكالها من كروية (E0) إلى مستطيلة (E7). النوع S0 هو وسيط بين المجرات البيضاوية واللولبية. يمتد الخط الأيمن العلوي للكائنات من Sa (لولب ملفوف بإحكام) إلى Sc (لولب غير محكم الجرح). يُظهر الخط الأيمن السفلي الحلزونات ذات القضبان التي تتراوح من SBa الجرح بإحكام إلى أنواع SBC ذات الجرح غير المحكم. (الائتمان: فيل كويستينن)

للمقارنة ، المجرة التي نعيش فيها ، مجرة ​​درب التبانة ، بها ما بين مائتين وأربعمائة ألف مليون نجم وتصنف على أنها حلزونية ضيقة.

إن شرح تسلسل هابل معقد. من الواضح أن الأنواع المختلفة ناتجة عن مسارات تطورية مختلفة ، ولكن حتى الآن استعصى على العلماء تفسيرًا تفصيليًا.

قام Benson و Devereux بدمج البيانات من مسح الأشعة تحت الحمراء Two Micron All Sky Survey (2MASS) مع نموذج الكمبيوتر المتطور GALFORM لإعادة إنتاج التاريخ التطوري للكون على مدى ثلاثة عشر مليار سنة. ولدهشتهم ، أعادت حساباتهم إنتاج ليس فقط أشكال المجرات المختلفة ولكن أيضًا أرقامها النسبية.

& # 8220 لقد اندهشنا تمامًا من أن نموذجنا توقع كلاً من وفرة وتنوع أنواع المجرات بدقة & # 8221 ، كما يقول Devereux. & # 8220 إنه يعزز ثقتي بالنموذج & # 8221 ، يضيف بنسون.

يعتمد علماء الفلك & # 8217 على نموذج الكون & # 8216Lambda Cold Dark Matter & # 8216. هنا & # 8216Lambda & # 8217 هو المكون الغامض & # 8216 للطاقة الداكنة & # 8217 الذي يُعتقد أنه يشكل حوالي 72 بالمائة من الكون ، مع المادة المظلمة الباردة التي تشكل 23 بالمائة أخرى. يتكون 4 في المائة فقط من الكون من المادة المألوفة المرئية أو & # 8216 baryonic & # 8217 التي تشكل النجوم والكواكب التي تتكون منها المجرات.

يُعتقد أن المجرات متضمنة في هالات كبيرة جدًا من المادة المظلمة ويعتقد بنسون وديفيروكس أن هذه الهالات ضرورية لتطورها. يقترح نموذجهم أن عدد الاندماجات بين هذه الهالات ومجراتها هو الذي يقود النتيجة النهائية - المجرات الإهليلجية ناتجة عن اندماجات متعددة بينما لم تر المجرات القرصية أيًا منها على الإطلاق.

تشير مجرتنا درب التبانة & # 8217s الشكل اللولبي المحظور إلى أنها شهدت تاريخًا تطوريًا معقدًا ، مع عدد قليل من الاصطدامات الطفيفة وحلقة واحدة على الأقل حيث انهار القرص الداخلي ليشكل الشريط المركزي الكبير.

& # 8220 تحدد هذه النتائج الجديدة اتجاهًا واضحًا للبحث في المستقبل. هدفنا الآن هو مقارنة تنبؤات النموذج مع ملاحظات المجرات البعيدة التي شوهدت في الصور التي تم الحصول عليها باستخدام هابل وتلك التي سيتم إطلاقها قريبًا James Webb Space Telescope & # 8220 ، كما يقول Devereux.


إذا كان بإمكاننا فقط رؤية درب التبانة كخط عريض من النجوم ، ولم يكن هناك أي أقمار صناعية خرجت من النظام الشمسي حتى الآن ، فكيف نعرف أن درب التبانة مجرة ​​حلزونية؟

هناك عدة أسطر مختلفة من الأدلة التي تشكل معًا صورة متماسكة: صورة مجرة ​​محصورة. علاوة على ذلك ، نظرًا لأن معظم المجرات القرصية محظورة ، يجب أن نتوقع نفس الشيء من مجرة ​​درب التبانة. والأدلة المختلفة هي:

يُظهر توزيع الضوء المرصود (2MASS) عدم تناسق بين اليسار واليمين في السطوع والارتفاع الرأسي. يتم تفسير ذلك من خلال الطرف القريب من الشريط الموجود على هذا الجانب.

تظهر سرعات الغاز المرصودة سرعات & quot؛ ممنوعة & quot في مجرة ​​ذات محور متماثل أو قريب من المحور (أذرع حلزونية فقط). تحدث هذه السرعات بشكل طبيعي من مدارات الغاز في جهد محدود

يُظهر توزيع السرعة للنجوم في الحي الشمسي بعض التباينات والتكتلات التي يمكن تفسيرها بشكل طبيعي بالرنين المداري مع دوران القضيب.

مدى وسرعة النمط واتجاه الشريط متناسق بين هذه الثلاثة.

أنا أرى. شكرا لك على الرد.

لا يتعين عليك & # x27t الخروج من المجرة لمعرفة شكلها. يمكننا أن نرى الكثير من المجرة من حيث نحن. يمكننا قياس المسافة إلى النجوم وسحب الغاز ، ومن تلك الخريطة نحدد بنية المجرة.

قد يستغرق ذلك وقتًا طويلاً نظرًا لأن مجرة ​​درب التبانة تتكون من ما بين 100 و 400 مليار نجم ، لذا فأنا لا أعرف ذلك ولكن شكرًا على الرغم من ذلك.

قام الدكتور بيكي بعمل فيديو مذهل حول هذا الموضوع. هي & # x27s يجب أن تراقب خبراء علم الفلك. انها تفعل الكثير من تاريخ علم الفلك. على أي حال ، هنا & # x27s الرابط: https://youtu.be/yq0zyA6Yr7o

فيديوهات مثيرة للاهتمام على القناة. شكرا للتوصية. سؤال جيد ، OP!

بمجرد أن اكتشف البشر أن العديد من هذه السدم الأخرى في سماء الليل تتكون في الواقع من بلايين النجوم ، وهي & # x27island أكوان & # x27 على نفسها (إدوين هابل ، 1923) ، أصبح السؤال: ما نوع المجرة نحن في؟

من الصعب معرفة هذا من خلال التلسكوبات البصرية ، لأنه في مستوى مجرتنا درب التبانة ، يمكننا في الواقع & # x27t أن ننظر إلى هذا الحد: يمتص الغاز والغبار الضوء. ومع ذلك ، مع اكتشاف Jansky (1931) و Grote Reber (1937) للإشارات الفلكية في مجال الراديو ، فتحت نافذة جديدة على الكون.

طلب الأستاذ الهولندي أورت من تلميذه فان دي هولست البحث عن خطوط طيفية محتملة ، وتوقع (1942) خط الهيدروجين بطول موجة 21 سم. بعد انتهاء الحرب العالمية الثانية ، لوحظ هذا الخط أخيرًا من قبل إوين وبورسيل (1951) في هارفارد ، وبعد ذلك أيضًا من قبل علماء الفلك الراديوي الهولندي والأسترالي.

خط الهيدروجين له تردد ثابت 1420.40575 ميجاهرتز ، وإذا لاحظت ذلك بتردد مختلف ، فسيكون ذلك بسبب انزياح دوبلر الناجم عن الحركات النسبية بين المراقب والهيدروجين المنبعث. استخدم الهولنديون محطة رادار خلفها المحتلون الألمان لرسم خريطة أولى للمجرة. باستخدام بعض العلاقات الهندسية البسيطة ، وسرعة الهيدروجين المقاسة على طول مستوى المجرة ، تمكن أورت من بناء أول خريطة لمجرة درب التبانة ، تظهر أذرعها الحلزونية.

ساعد هذا الاختراق الكبير في إنشاء تمويل لتلسكوب Dwingeloo في هولندا ، والذي تم استخدامه لدراسة إشارة 21 سم ، وتم استخدامه لإنشاء خريطة أكثر تفصيلاً لسماء الراديو عند 21 سم. اكتمل هذا لاحقًا ببيانات من تلسكوب في الأرجنتين لتغطية نصف الكرة الجنوبي من السماء ، وأصبح مسح LAB (Leiden Argentine Bonn) 21 سم.

يدير تلسكوب Dwingeloo هذه الأيام متطوعون. لقد أجريت مسحًا ضوئيًا للطائرة المجرية على ارتفاع 21 سم ، باستخدام تلسكوب دوينجيلو في عام 2009. يمكنك أن ترى على سبيل المثال أنه عند خط الطول المجري 180 درجة ، والذي ينظر بعيدًا عن مركز المجرة ، يختفي كل الهيكل ، لأن كل الدوران عمودي على خط بصرنا ، وبالتالي لا يوجد انزياح دوبلر. كما يمكن توقعه ، عند خطوط الطول بين 90 درجة و 270 درجة ، فإننا ننظر إلى الخارج ، ونرى فقط الهيدروجين الذي هو أبعد منا عن مركز المجرة. لهذا السبب ، في ربع واحد ستراه فقط على ترددات أعلى ، وفي الربع الآخر ، ستراه فقط بترددات أقل من التردد الباقي. هذا أيضا يمكن ملاحظته بسهولة في الصورة. في الواقع ، يمكنك تتبع بعض أذرع المجرة على أنها هياكل منحنية في نتيجة الرصد هذه.

في هذه الأيام ، يمكنك حتى تكرار هذه التجربة بنفسك ، باستخدام راديو محدد ببرنامج رخيص ، وبعض برامج معالجة الإشارات مفتوحة المصدر الرائعة ، وهوائي بوق مصنوع من البلاستيك الرغوي المغطى بالألمنيوم.


صورة اليوم لعلم الفلك

اكتشف الكون! تُعرض كل يوم صورة أو صورة مختلفة لكوننا الرائع ، جنبًا إلى جنب مع شرح موجز مكتوب بواسطة عالم فلك محترف.

2005 25 أغسطس
مجرة درب التبانة الحلزونية
الائتمان التوضيحي: R.Hurt (SSC) ، JPL-Caltech ، ناسا
رصيد المسح: فريق GLIMPSE

تفسير: قام مسح حديث للنجوم تم إجراؤه باستخدام تلسكوب سبيتزر الفضائي بإقناع علماء الفلك بأن مجرتنا درب التبانة لم تعد مجرد مجرتك الحلزونية العادية بعد الآن. بالنظر من داخل قرص المجرة ، يصعب تمييز الهيكل الحقيقي لمجرة درب التبانة. ومع ذلك ، يشير تعداد الأشعة تحت الحمراء المخترق لحوالي 30 مليون نجم إلى أن المجرة تتميز بشريط مركزي كبير جدًا يبلغ طوله حوالي 27000 سنة ضوئية. في الواقع ، من وجهة نظر نظرت إلى مجرتنا وجهاً لوجه ، من المحتمل أن يرى علماء الفلك في المجرات البعيدة مجرة ​​حلزونية ضاربة بقضيب مدهشة مقترحة في الرسم التوضيحي لهذا الفنان. في حين أن التحقيقات السابقة قد حددت هيكلًا صغيرًا محاطًا بقضبان مركزية ، تشير النتائج الجديدة إلى أن الشريط الكبير لمجرة درب التبانة سيشكل زاوية 45 درجة تقريبًا مع وجود خط يربط بين الشمس ومركز المجرة. لا تنزعج. لا يزال علماء الفلك يضعون الشمس خارج منطقة الشريط المركزي ، على بعد حوالي ثلث المسافة من الحافة الخارجية لمجرة درب التبانة.


كيف نعرف أن مجرتنا حلزونية؟

تُظهر صورة التغطية فوق البنفسجية الجديدة لمجال هابل شديد العمق (UVUDF) التي تم التقاطها بشق الأنفس بواسطة تلسكوب هابل الفضائي أكثر من 10000 مجرة ​​معلقة في الفضاء السحيق. تذكرنا الصورة أن المجرات تأتي في العديد من الأشكال والأحجام ، كل واحدة تعبر بشكل فريد عن ترتيبها للنجوم. وفقًا لأكثر التقديرات موثوقية ، فإن مجرتنا ، درب التبانة ، تضيء بضوء حوالي 400 مليار نجم. لقد ألهم عددًا لا يحصى من الفنانين لمشاركة انطباعاتهم عن مجرتنا ، ولكن كيف توصلنا إلى استنتاج مفاده أن درب التبانة هو هذا الشكل الذي نعتقد أنه كذلك؟

من خلال ملاحظات سماء الليل نتعلم الكثير. ببساطة من خلال النظر للأعلى ، في ليلة صافية ومظلمة ، يمكن لأي شخص (لا يلاحقه التلوث الضوئي) رؤية فرقة تمتد عبر الظلام. تتكون هذه الفرقة من النجوم المكتظة هناك بكثافة أكبر من بقية أجزاء السماء. هؤلاء هم نجوم جيراننا الذين يسافرون معنا في رحلتنا عبر الفضاء. نظرًا لأن هذا الشريط من ضوء النجوم ليس بطريقة غير منتظمة ، يمكننا أن نفهم درب التبانة على أنها بنية مسطحة ندمج فيها.

في ليلة مظلمة ، يمكن رؤية مجموعة من النجوم المكدسة بشكل وثيق تتطفل على هذا النطاق المجري المربوط حول سماء منتصف الليل. هذا هو مركز مجرتنا ، وشكلها الكروي سمة شائعة في المجرات الحلزونية الأخرى التي لاحظناها. مثل تلك المجرات الموجودة في صورة الحقل العميق لتلسكوب هابل ، وشهدت المجرات الأخرى تتحرك في الكون ، فإن المجرة المسطحة ذات الانتفاخ المركزي تدل على وجود مجرة ​​حلزونية. إحدى هذه المجرات التي تظهر على شكل حلزوني نموذجي هي NGC 6744 التي صورها الفريق في مرصد لا سيلا. على بعد 30 مليون سنة ضوئية ، غالبًا ما يشار إليها باسم توأم درب التبانة.

يُفهم أن مجرة ​​درب التبانة هي مجرة ​​حلزونية نموذجية إلى حد ما ، لكنها أيضًا تتميز ببيان تصنيف أكثر مراوغة: شريط مركزي. كان لدى علماء الفلك القليل من الأدلة لدعم فكرة أن درب التبانة كان لها قلب لامع وممدود على شكل شريط حتى عام 2005 ، عندما جمع تلسكوب سبيتزر الفضائي بعض القراءات التفصيلية للأشعة تحت الحمراء.

الإعلانات

الإعلانات

بعد تحليل 400 ساعة من البيانات التي تم التقاطها باستخدام Spitzer ، رأى علماء الكونيات بنية أكثر وضوحًا لمجرة درب التبانة. بطول 27000 سنة ضوئية ، قد يعتقد البعض أن شريط المجرة سيكون من السهل اكتشافه ، لكن الأمر استغرق مسحًا لـ 30 مليون نجم من المنطقة الأعمق للوصول إلى هذا الاستنتاج. كما نفهمها اليوم ، فإن ثلثي المجرات الحلزونية المرصودة محظورة.

ما لم تكن ترغب في حزم كاميرا والانطلاق بسفينة فضائية لمغادرة مجرتنا والحصول على منظر حقيقي من أعلى لمجرة درب التبانة الهائلة (وهو أمر غير موصى به ، إنها رحلة طويلة جدًا) ، فإن ملاحظاتنا هي أفضل شيء تالي. ومع ذلك ، لم يكن من السهل على علماء الفلك الأوائل فهم المجرة كما نفعل الآن. يتواجد الغبار والغاز بين النجوم بوفرة في المجرة. كان علماء الفلك مثل R.J. Trumpler في أوائل القرن العشرين ، على الرغم من أن الغبار غير المدرك كان سمة شائعة للمجرات الحلزونية ، فقد أدركوا أنه يعيق الجهود المبذولة لرسم خريطة للفضاء بدقة.

استندت ملاحظات ذلك الوقت إلى أطوال موجات الضوء المرئي. حجب الغبار السطوع الحقيقي للنجوم البعيدة. لم يكن الأمر كذلك حتى الخمسينيات من القرن الماضي عندما كانت التلسكوبات التي تستخدم طول موجي أقصر ، الراديو ، قادرة على اختراق التداخل مثل سبيتزر اليوم. يتيح لنا هذا الاختراق رسم خريطة دقيقة لمقياس مجرة ​​درب التبانة وفهم أن مستوى المجرة يمتد بقطر هائل يبلغ 100000 سنة ضوئية.

حتى شرح إدوين هابل مفاهيمه خارج المجرة في عام 1920 ، كانت فكرة شائعة مفادها أن كل نجم في الكون هو جزء من مجرة ​​درب التبانة اللانهائية. عندما طورنا تقنيتنا وعززنا ملاحظاتنا ، أصبح من الواضح أننا نسكن مجرة ​​واحدة فقط في عالم يضم 100 مليار أخرى. لم يكن من السهل تجميع معلومات دقيقة عن طبيعة منزلنا المجري وما زلنا نتعلم أشياء جديدة لتحسين معرفتنا به.


يتناقض توأم درب التبانة مع نظرية شائعة حول مجرتنا

دراسة جديدة تتناقض مع قصة أصل المجرة وتجعلنا عاديين بشكل صادم.

أثناء مراقبة مجرة ​​بعيدة تقع على بعد 320 مليون سنة ضوئية, a team of astronomers from Australia stumbled upon something oddly familiar.

The galaxy, dubbed UGC 10738, had a thick disc containing ancient stars formed billions of years ago and a thin disc of relatively younger stars. The two star-filled discs were strikingly similar to those located in the Milky Way galaxy.

This revelation presented the astronomers with a rare opportunity to compare our own galaxy with its very own galactic twin, a galaxy that may have evolved in a similar fashion to the Milky Way. By doing so, they found that the Milky Way may have evolved gradually over time rather than having formed as a result of a massive collision between galaxies.

The findings suggest that contrary to popular belief, the Milky Way may be a rather common galaxy.

The study was published Monday in The Astrophysical Journal Letters.

WHAT’S NEW — Using the European Southern Observatory’s Very Large Telescope in Chile, the team behind the new study was able to observe galaxy UGC 10738 in great detail.

Scientists were able to peer into the construction of the galaxy so intimately because UGC 10738 is angled edge-on, making it easy to spot the stars in each of its discs.

“It’s a bit like telling apart short people from tall people,” Nicholas Scott, a postdoctoral research fellow at the University of Sydney and lead author of the new study, says in a statement. “If you try to do it from overhead it’s impossible, but if you look from the side, it’s relatively easy.”

But instead of telling apart people’s height, the researchers observed the age of the stars that had formed in the galaxy.

  • Their observations revealed that galaxy UGC 10738 has a thick disc consisting mostly of ancient stars, which have a low ratio of iron to hydrogen and helium, while its thin disc stars are younger and contain more metal — a sign that they formed from material left over by previous generations of stars.
  • Our Sun is a thin disc star, forming around 4.5 billion years ago.
  • These discs have been observed in galaxies before, but it was nearly impossible to tell whether they hosted the same kind of star distribution between the two discs.
  • By confirming that this galaxy has a similar distribution of young and old stars between its thin and thick discs, the astronomers concluded that it had a similar origin story to that of the Milky Way.

“From these results, we think galaxies with the Milky Way’s particular structures and properties could be described as the ‘normal’ ones,” Scott says.

HERE’S THE BACKGROUND — Nearly 14 billion years ago, enormous clouds of gas and dust collapsed under the weight of their own gravity to form the Milky Way.

These clouds then formed two main structures: a spherical halo, and a dense, bright disk.

Many astronomers believe that a massive collision formed the Milky Way, shaping it into the spiral galaxy it is today. A popular theory suggests that around 11 billion years ago, a small galaxy called Gaia-Enceladus slammed into the primordial Milky Way.

But the new study suggests that instead of a massive collision, the Milky Way came to be by way of natural progression.

“Our observations indicate that the Milky Way’s thin and thick discs didn’t come about because of a gigantic mash-up, but a sort-of ‘default’ path of galaxy formation and evolution,” Scott says. “From these results, we think galaxies with the Milky Way’s particular structures and properties could be described as the ‘normal’ ones.”

Based on previous evidence, scientists suggested that the Milky Way was unique in that it formed as a result of mergers with other, smaller galaxies and therefore its structure was not observable with other spiral galaxies.

But the recent observations of galaxy UGC 10738 suggest otherwise.

WHY IT MATTERS — Although it’s hard to draw a definitive conclusion from the observations of another galaxy that is seemingly similar to the Milky Way, the new study helps scientists understand how galaxies formed and evolved over time.

The new findings also don’t necessarily contradict the theory that the Milky Way collided with other smaller galaxies over time, leading to its structure today.

This is perhaps the closest comparison scientists have observed to our home galaxy and may suggest that the Milky Way is somewhat typical.

“We know a lot about how the Milky Way formed, but there was always the worry that the Milky Way is not a typical spiral galaxy,” Ken Freeman, professor at the Australian National University, and co-author of the study, says in a statement. “Now we can see that the Milky Way’s formation is fairly typical of how other disk galaxies were assembled.”

But more observations of other fairly similar galaxies are needed before re-writing the origin story of the Milky Way.


Galactic survey reveals a new look for the Milky Way

With the help of NASA’s Spitzer Space Telescope, astronomers have conducted the most comprehensive structural analysis of our galaxy and have found tantalizing new evidence that the Milky Way is much different from your ordinary spiral galaxy.

The survey using the orbiting infrared telescope provides the fine details of a long central bar feature that distinguishes the Milky Way from more pedestrian spiral galaxies.

“This is the best evidence ever for this long central bar in our galaxy,” says Ed Churchwell, a UW–Madison professor of astronomy and a senior author of a paper describing the new work in an upcoming edition of Astrophysical Journal Letters, a leading astronomy journal.

Using the orbiting infrared telescope, the group of astronomers surveyed some 30 million stars in the plane of the galaxy in an effort to build a detailed portrait of the inner regions of the Milky Way. The task, according to Churchwell, is like trying to describe the boundaries of a forest from a vantage point deep within the woods: “This is hard to do from within the galaxy.”

Spitzer’s capabilities, however, helped the astronomers cut through obscuring clouds of interstellar dust to gather infrared starlight from tens of millions of stars at the center of the galaxy. The new survey gives the most detailed picture to date of the inner regions of the Milky Way.

“We’re observing at wavelengths where the galaxy is more transparent, and we’re bringing tens of millions of objects into the equation,” says Robert Benjamin, the lead author of the new study and a professor of physics at the University of Wisconsin-Whitewater.

The possibility that the Milky Way Galaxy has a long stellar bar through its center has long been considered by astronomers, and such phenomena are not unheard of in galactic taxonomy. They are clearly evident in other galaxies, and it is a structural characteristic that adds definition beyond the swirling arms of typical spiral galaxies.

The new study provides the best estimates for the size and orientation of the bar, which are far different from previous estimates.

It shows a bar, consisting of relatively old and red stars, spanning the center of the galaxy roughly 27,000 light years in length – 7,000 light years longer than previously believed. It also shows that the bar is oriented at about a 45-degree angle relative to a line joining the sun and the center of the galaxy.

Previously, astronomers debated whether a presumed central feature of the galaxy would be a bar structure or a central ellipse – or both. The new research, the Wisconsin astronomers say, clearly shows a bar-like structure.

“To date, this is the best evidence for a long bar in our galaxy,” Benjamin asserts. “It’s hard to argue with this data.”

The Spitzer Space Telescope was lofted into orbit in August of 2003. It consists of a telescope and three science instruments, including the Infrared Array Camera, the primary instrument used for the new survey, known as GLIMPSE for Galactic Legacy Mid-Plane Survey Extraordinaire.


Everything You Need to Know About the Milky Way

Greek philosophers disagreed as to what the real Milky Way was. In the 4 th Century BC, Aristotle (384–322 BC) reported than some believed the Milky Way to be a band of faint stars, but he instead proposed the theory that it was a phenomenon of the Earth’s atmosphere. Aristotle’s explanation of the nature of the galaxy was still popular in Europe right up to the Renaissance. Elsewhere, opinions differed the astronomers of Persia and the Islamic civilization rejected Aristotle’s idea, pointing out that planets pass in front of the Milky Way so it clearly lay beyond their orbits. The Muslims and Persians were sure that the Milky Way was composed of faint stars but could not prove this, limited as they were to unaided human eyesight.

It was Galileo Galilei, who finally demonstrated the nature of the Milky Way in 1611 when based on his early telescopic observations he declared “It is nothing else but a mass of innumerable stars planted together in clusters.” Aristotle had been wrong. By 1755, Immanuel Kant (1724 -1804) was speculating that the Milky Way might be a huge number of rotating stars (one of which was our Sun), held together in orbits around a common centre by gravitational forces. This is absolutely correct. In the late 1700s, William Herschel (1738 -1822) tried to map the structure of the Milky Way (which at the time was believed to be the whole Universe) but was handicapped by not knowing the distances to the stars accurately. By the early 20 th Century astronomers Jacobus Kapteyn (1851-1922) and Harlowe Shapley (1885 – 1972) had separately refined Herschel’s method to estimate that the Milky Way was a disc containing billions of stars and was tens or hundreds of thousands of light years across.

About this time, Edwin Hubble (1889 – 1953) showed that the Milky Way was not after all the entire Universe. The enormous Milky Way was merely one of a myriad of galaxies expanding through a Universe vastly larger than previously suspected.

Looking towards the heart of our Galaxy, the Milky Way. The Arches Cluster is located in the centre of the image, but its stars are hidden behind large amount of dust. The bright star at the top of the image is 3 Sagittarii, while the cluster of stars seen at the bottom left is NGC 6451. “They too might look across the 50,000 light-years to the core of the Galaxy, glimpse the titanic forces flickering there among the most ancient of the stars – and marvel at the mentalities that must control them.” (quote from The Lost Worlds of 2001 by Arthur C. Clarke, image credit:ESO, Digitized Sky Survey 2 & S. Guisard)

If you could view our galaxy, the Milky Way, from outside, what would it look like? We found out in the latter half of the last century. To observers, the Milky Way is most dense in the direction of Sagittarius so presumably the centre of the Milky Way was in this direction. However our view of the galactic centre is blocked by the vast clouds of dust and gas lying in Sagittarius.We could not actually see the centre. Unexpectedly, more than eighty years ago physicist Karl Jansky concluded that mysterious radio interference was not of earthly origin, instead it was coming from the Milky Way and was strongest in the direction of the centre of the galaxy, in the constellation of Sagittarius. He had invented radio astronomy, a field which took off after the Second World War.

Even objects we could not see emitted radio waves, including the great clouds of neutral hydrogen spread throughout the Milky Way like some ghostly skeleton. Charting the emissions of hydrogen enabled us to map the Galaxy, a process which continues to this day. Recently astronomers used the Very Long Baseline Array (VLBA) radio telescope to measure the rotation rate of the Milky Way by mapping the positions of radio-emitting star forming regions. By observing how far these regions moved in three dimensions over time, the astronomers were able to calculate both the rotational speed of the entire galactic disc and the mass of the Milky Way more accurately than ever before. What is the modern view of the Galaxy?

The Milky Way Galaxy is a flat disc of stars about 100 000 light years across.It contains about 200-400 billion stars, one of which is the Sun. Our Solar System is about 26 000 light years from the centre and takes about 220 million years to orbit the centre of the galaxy once. Most of the Galactic Disc is about 1000-3000 light years thick, widening to about 15000 light years deep at the centre. The stars of the Milky Way are not scattered evenly. The central bulge of the Galaxy glows with the orangish-yellow hue of older stars and these are relatively tightly packed together, separated by less than a light year, compared to about ten light years apart on average near the Sun. These old stars date back the earliest days of the Milky Way, which formed some 13.2 billion years ago. The central bulge was long assumed to be approximately spherical but in the 1990s astronomers began to suspect that the Milky Way was a barred spiral galaxy, rather than an ordinary spiral galaxy.This was confirmed by Spitzer Space Telescope observations in 2005 which indicated that the central bulge is actually a bar of stars some 20 000 light years long.

Compared to some “active” galaxies, the Milky Way does not possess the huge high energy jets or bright central nuclei characteristic of these galaxies.In active galaxies, matter falling into their supermassive black holes generates the bright nuclei and powerful jets.Our central black hole is “inactive”, probably because there is too little matter in the central part of the galaxy left to feed it.This Chandra X-ray Observatory image is an X-ray picture of the region near Sgr A* and shows that a bright X-ray source exists at the location of Sgr A*.The image also reveals the presences of a weak X-ray jet from Sgr A*, about 1.5 light years in length, produced by high-energy particles ejected from the vicinity of the black hole.(Image credit:NASA/CXC/MIT/F.K. Baganoff et al.)

Radio astronomers have mapped the centre of the Galaxy with great accuracy showing that the galactic centre contains a compact object of very large mass named Sagittarius A* (pronounced Sagittarius A-star) .This is an intense source of radio waves (as detected by Jansky some 80 years ago) marking the location of a supermassive black hole, four million times as massive as the Sun.This a violent and strange place compared to the region around the Solar System, where the stars are crowded together as they hurtle around Sagittarius A* through space warped by the extreme gravitational forces from the supermassive black hole. Asteroids and dust clouds fall into the black hole (occasionally perhaps every 100 000 years an unlucky star falls victim to the black hole’s relentless appetite), and are torn to shreds as they spiral to their doom.The region is awash in intense radiation, a cacophony of cosmic deathcries. The violently hostile environment of the Galactic Core would seem an unlikely place to find stellar nurseries but massive star formation is occurring both within a few light years of the Milky Way’s centre, and in a number of clusters within the inner 300 light years of the Galaxy. These central regions of the Galaxy would be spectacular sights but out there the radiation levels would be lethal to humans.If there are any living beings there, they must be very alien to us.

Science fiction writers were quick to acknowledge that the centre of the galaxy was radiating tremendous amounts of energy and was home to the oldest stars, hence in classic SF, for example Clarke’s 2001: A Space Odyssey (1968), the galactic centre is usually dominated by the most ancient and powerful alien civilisations. This was inverted in Vernor Vinge’s Zones of Thought series (notably 1993’s A Fire Upon the Deep) in which the central portion of the Milky Way comprises the ‘Unthinking Depths’ where the very laws of physics (as re-imagined by Vinge) prohibit the existence of intelligent beings. The dramatic starscapes of the Milky Way’s centre are also the setting for vast epics of interstellar conflict, notably Gregory Benford’s Galactic Center series and Stephen Baxter’s Xeelee Sequence . The centre of the Milky Way was where Isaac Asimov originally located the planet Trantor , famed as the capital of the Galactic Empire in his classic Foundation series and related stories. As science advanced, Asimov in later stories quietly altered Trantor’s galactic location so that it was still dramatically close to the galactic centre but could have an environment compatible with human survival. Advancing knowledge of high energy phenomena in other galaxies inspired a dramatic vision of a lifeless galactic centre in Larry Niven’s 1966 story At the Core. In this Known Space tale, a lone explorer finds the galaxy’s core has exploded in a chain reaction of supernovae. Eventually the lethal radiation from the Core explosion will blaze through the dust clouds exterminating life in the Milky Way. In The Inferno (1973) by Fred and Geoffrey Hoyle (yes, that Fred Hoyle) a similar cosmic disaster at the centre of the Galaxy threatens most life on contemporary Earth. The political and scientific establishment are too stupid to deal with the crisis but luckily a very Hoylesque astronomer knows exactly What Must Be Done and takes personal charge of the survivors, gleefully executing looters and malcontents.

The Milky Way is a spiral galaxy believed to contain four major spiral arms, all of which start at the galaxy’s centre, as well as a number of smaller arms.The major arms are the Perseus Arm, the Norma Arm, the Scutum-Crux Arm.Our Sun is located on a spur called the Orion Arm.(Image credit:NASA)

Further out from the core, the galactic disc is characterised by the great spiral arms full of interstellar gas and dust.At the moment we believe there are at least four major spiral arms, these are the 3-kpc and Perseus Arm, the Norma and Outer Arm, the Scutum–Centaurus Arm and the Carina–Sagittarius Arm. Our Solar System ambles along in the Orion–Cygnus Arm, an offshoot of the 3-kpc and Perseus Arm. The spiral arms are believed to be regions where the interstellar medium, the thin gas and dust which pervades the galaxy, is slightly denser than average.These regions of higher density are moving around the galaxy as density waves. This higher density is enough to make the conditions ripe for the creation of new stars, so the arms are brightly aglow with the bluish light of young stars. This brightness of the arms gives the false impression that the dimmer “gaps” between spiral arms are relatively empty of stars (even science fiction authors get this wrong, for example, the apparent scarcity of stars between the spiral arms is a plot point in Niven’s At the Core ). In fact stars are just as common between the arms as in them. The density waves move at a different rate from the stars and nebulae, eventually leaving the stars they formed behind.

Most people interested in the possibilities of extraterrestrial life are aware of the concept of a “Goldilocks zone”, a region around a star where the temperatures are “just right” to allow liquid water (and hence possibly life) to exist.Recently it has been suggested that there are good regions and bad regions in the Milky Way for potential life.Towards the galactic centre, supernovae are common, so common that their radiation would sterilise any planets developing life. Further out, heavy elements (anything higher than helium on the Periodic Table) are scarce, possibly too rare even for planets to form. It may be than all life in the Milky Way is found in a doughnut-shaped Goldilocks zone” centred on the galactic core.The inner edge is 23 000 light years from the core, and the outer edge is 29 000 light years from the core. Our Sun is right inside this zone (or I would not be here to write this.)

The Great Sky River. Photos covering the complete celestial sphere taken from ESO observatories at La Silla and Paranal in Chile were stitched and transformed to a panoramic image with the Milky Way as central line. You can see how thin the disc is. (Image credit:ESO/S.Brunier)

An important region of the Milky Way which is often overlooked is the Halo. This is a spherical shell of thinly spread old stars and globular clusters. The Halo seems to be about 200 000 light years in diameter. Planets orbiting isolated stars in the Halo would have dark night skies almost empty of stars – but with half the sky dominated by the glory of the Milky Way. The Halo is ancient the halo stars were among the first inhabitants of our galaxy and collectively represent an older population of the stars which formed much earlier than the stars in the galactic disc like our Sun. Distant and relatively empty, the Halo rarely appears in science fiction, when it does it is always depicted as a region of mystery. In the grim and dark Warhammer 40K universe , the Halo is an all but unexplored region, populated by ancient and terrifying races best left undisturbed. In David Brin’s Startide Rising (1983), the crew of an Earth starship flee to the Halo to use a rare, metal-rich planet in an isolated globular cluster as a hiding place from fleets of avaricious aliens. Unfortunately for the heroes but happily for the reader, their pursuers catch up with them and widescreen space melodrama in technicolor ensues.

Everything described so far is matter, stuff we can see or (in theory) touch. But this is only a small fraction of the whole Milky Way. Most of the mass of the Galaxy is completely invisible and mysterious in nature to us! Most of the Milky Way’s gravity is due to an utterly unknown stuff called dark matter. We know it must be there because its gravitational influence is binding the Milky Way together. A spherical halo of dark matter extends three hundred thousand light years or so from the Galactic Centre, more than 10% of the distance to the Andromeda Galaxy .


شاهد الفيديو: De Melkweg gaat botsen! over 3 miljard jaar (يونيو 2022).


تعليقات:

  1. Marston

    أعتقد أنك لست على حق. يمكنني الدفاع عن موقفي. اكتب لي في PM.

  2. Meletios

    أنا آسف ، أنا أقاطعك ، لكن في رأيي ، هناك طريقة أخرى لقرار سؤال ما.

  3. Daitilar

    أخيرًا بنوعية جيدة !!!



اكتب رسالة