DROGA MLECZNA: POCHODZENIE, CECHY, CZĘŚCI, SKŁADNIKI - ARTE - 2025

Droga Mleczna jest galaktyką spiralną, do której należy nasz układ słoneczny. Składa się z około 300 miliardów gwiazd w układach gwiezdnych oraz planet, gazu i pyłu kosmicznego.

Z Ziemi możemy zobaczyć jego ułamek jako pasmo białawego światła, które przecina niebo, bardzo widoczne latem na półkuli północnej, w konstelacjach Skorpiona i Strzelca.

Rysunek 1. Widok Drogi Mlecznej z Ziemi. Źródło: Pixabay.

Dla starożytnych Greków mleczny wygląd tego świetlistego paska był mlekiem wylewanym z piersi Hery, żony Zeusa, boga światła, nieba i błyskawic. Dlatego nazwali ją „Drogą Mleczną” lub drogą mleczną.

Inne starożytne kultury również kojarzyły Drogę Mleczną z drogą. Na Półwyspie Iberyjskim znane jest jako El Camino de Santiago, a dla Skandynawów prowadziło do Walhalli, czyli siedziby bogów.

Demokryt, niezwykły myśliciel starożytnej Grecji, zasugerował już, że Droga Mleczna zawiera w sobie tysiące gwiazd. Kiedy Galileo wycelował w nią swój teleskop, zdał sobie sprawę, że rzeczywiście jest pełen gwiazd.

Z czasem astronomowie, którzy go śledzili, zdali sobie sprawę, że Układ Słoneczny był również częścią tego pasa, który otacza nocne niebo.

Angielscy astronomowie William Herschel (1738-1822), odkrywca Urana, wraz ze swoją siostrą Caroline Herschel (1750-1848) stworzyli rodzaj trójwymiarowej mapy rozkładu gwiazd w galaktyce.

Doszli do wniosku, że są ułożone w kształt nieregularnego dysku ze Słońcem w środku, chociaż nie potrafili określić ich prawdziwego rozmiaru.

Dopiero na początku XX wieku astronomowie zdali sobie sprawę, że Układ Słoneczny jest tylko niewielką częścią znacznie większej grupy: galaktyką. A później, że wszechświat zawierał ich miliardy.

Charakterystyka Drogi Mlecznej

Droga Mleczna to bardzo rozległa struktura. Aby ustalić odległości na tym poziomie, wymagane są inne jednostki miary. Dlatego w literaturze są używane:

- Rok świetlny , czyli odległość, jaką światło pokonuje w próżni w ciągu jednego roku. Prędkość światła jest stała iw próżni wynosi 300 000 km / s. Nic we wszechświecie nie porusza się szybciej.

- Parsek , w skrócie pc, odpowiada 3,2616 lat świetlnych, podczas gdy kiloparsek to 1000 parseków lub 3261,6 lat świetlnych.

Droga Mleczna ma kształt spirali z poprzeczką o średnicy około 60 000 pc. Trudno jest określić precyzyjne granice, ponieważ krawędzie nie są wyraźnie określone, ponieważ galaktyka ma halo gwiazd i materii międzygwiazdowej.

Rysunek 2. Koncepcja Drogi Mlecznej stworzona przez artystę na podstawie modeli teoretycznych oraz obserwacji innych galaktyk spiralnych. Z centralnego paska wyrastają dwa główne ramiona, które później odgałęziają się. Źródło: NASA.

Centrum galaktyki znajduje się w kierunku konstelacji Strzelca, jak zauważył astronom Harlow Shapley na początku XX wieku, jako pierwszy, który oszacował rozmiar dysku galaktycznego.

Z kolei Układ Słoneczny znajduje się w jednym z tych ramion spiralnych: ramieniu Oriona, na obrzeżach galaktyki. Pył międzygwiazdowy uniemożliwia nam zobaczenie centrum, jednak w częstotliwościach radiowych i podczerwieni jest to możliwe.

Dzięki nim wiadomo, że tamtejsze gwiazdy obracają się z dużą prędkością wokół supermasywnej czarnej dziury, odpowiadającej około 3,7 milionom mas Słońca.

Jeśli chodzi o pochodzenie Drogi Mlecznej, kosmologowie uważają, że jest ona prawie tak stara jak Wielki Wybuch, eksplozja, która dała początek całemu wszechświatowi.

Pierwsze gwiazdy, które utworzyły galaktyki, musiały powstać około 100 milionów lat później. Dlatego kosmolodzy szacują jej wiek na 13,6 miliarda lat (Wielki Wybuch miał miejsce 13,8 miliarda lat temu).

Wiek Drogi Mlecznej

Rysunek 3. Galaktyka UGC 12158 znajdująca się 118 Mpc od Ziemi wygląda bardzo podobnie do tego, jak sądzą naukowcy, jak wygląda Droga Mleczna. Znajduje się w konstelacji Pegaza. Zdjęcie zostało wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Źródło: NASA za pośrednictwem Wikimedia Commons.

Aby ustalić wiek Drogi Mlecznej, astronomowie szukają najstarszych gwiazd.

Wiek gwiazd jest znany dzięki ich świetle, które dostarcza informacji o ich temperaturze i elementach, które ją tworzą.

Gwiazdy mają w sobie reaktor jądrowy, który potrzebuje zapasu materiału do działania. Materiał ten to początkowo wodór, najlżejszy ze wszystkich pierwiastków, który łączy się w hel. Gwiazda z dużą ilością wodoru jest młoda, a ta uboga w ten pierwiastek jest stara.

Analizując światło gwiazdy technikami spektroskopowymi, można poznać ilość wodoru, jaki posiada, ponieważ każdy pierwiastek pochłania pewne długości fal światła i emituje inne.

Pochłaniane długości fal odbijają się w widmie w postaci ciemnych linii o charakterystycznym układzie. Wskazuje to na obfitość danego pierwiastka iw ten sposób można sprawdzić, czy gwiazda ma dużo wodoru i z grubsza oszacować jej wiek.

Dlatego też wiek Drogi Mlecznej to wiek jej najstarszych gwiazd plus wiek ich poprzedników, jeśli w ogóle. A gdyby tak było, musiały zawierać tylko wodór, hel i lit, najlżejsze pierwiastki.

Wiadomo, że najstarsze gwiazdy Drogi Mlecznej mają co najmniej 13,5 miliarda lat, ale w ich wnętrzu znajdują się ciężkie pierwiastki, które nie są w stanie same się stopić.

Oznacza to, że musieli je nabyć od poprzednich gwiazd, gwiazd pierwszej generacji, których życie było bardzo krótkie z powodu ich dużej masy i eksplodowało jako supernowe.

Dodając te epoki, kosmolodzy szacują, że 13,6 miliarda lat temu powstała Droga Mleczna.

Części Drogi Mlecznej

Spirala Drogi Mlecznej ma trzy dobrze określone obszary, które obracają się z różnymi prędkościami (im bliżej środka, tym szybszy obrót):

- Dysk , obszar obfitujący w gaz i pył, który mierzy około 40 000 części długości i 2000 części grubości: znajduje się tam większość gwiazd w galaktyce, prawie wszystkie z nich są bardzo gorące i niedawno uformowały się niebieskie gwiazdy.

- Bańka to kuliste zgrubienie wokół środka, powyżej i poniżej tarczy, o promieniu 6000 pc. Region ten, w przeciwieństwie do dysku, jest ubogi w pył i gaz, z populacją starożytnych gwiazd.

- Halo , ogromna, słaba kula otaczająca galaktykę, której środek pokrywa się ze środkiem dysku. Gwiazdy tutaj są zgrupowane w gromady kuliste i podobnie jak żarówka, jest tu mało materiału międzygwiazdowego, więc populacja gwiazd jest również w dużej mierze starożytna.

Rysunek 4. Części Drogi Mlecznej Słońce znajdujące się w jednym z jej ramion wykonuje różne ruchy, poza poruszaniem się po centrum galaktyki. PNG / PSG to kierunki galaktycznych biegunów północnych i południowych. Źródło: Wikimedia Commons.

Struktura spiralna

Droga Mleczna ma kształt spirali z poprzeczką. Astronomowie wciąż nie wiedzą, dlaczego materia galaktyki jest ułożona w ten sposób. Nie wszystkie galaktyki spiralne mają słupki, a wiele z nich nie jest nawet spiralami, ale raczej eliptycznymi.

Rysunek 5. Spiralna struktura Drogi Mlecznej widziana bezpośrednio z góry. Słońce to żółty punkt na ramieniu Oriona (Ori). Nazwy ramion odpowiadają konstelacjom i są skrócone. Źródło: Wikimedia Commons. Użytkownik: Rursus / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Jedna z teorii głosi, że zmiany gęstości materii mogą rozprzestrzeniać się w przestrzeni, podobnie jak zmarszczki w stawie, gdy rzucany jest kamień. Jest to tak zwana teoria fal gęstości, ale nie jedyna zaproponowana w celu wyjaśnienia obecności ramion spiralnych.

składniki

Galaktyki satelitarne

Istnieje kilka mniejszych galaktyk towarzyszących Drodze Mlecznej, z których najbardziej znanymi są Obłoki Magellana.

Rysunek 6. Wielki Obłok Magellana. Źródło: Wikimedia Commons.

Niedawno odkryto galaktykę karłowatą Strzelca i jeszcze jedną, co do której naukowcy wciąż nie mogą się zgodzić, czy jest to galaktyka satelitarna sama w sobie, czy też część Drogi Mlecznej: galaktyka karłowata Wielkiego Psa.

Mogą nawet istnieć inne galaktyki satelitarne Drogi Mlecznej, których nie można zobaczyć z naszej lokalizacji, na jednym z ramion spiralnych. Przyciąga ich potężna grawitacja Drogi Mlecznej iz pewnością za miliony lat staną się jej częścią.

Centralna czarna dziura

Dzięki teleskopom na podczerwień astronomowie byli w stanie śledzić ruch gwiazd w pobliżu centrum galaktyki.

Istnieje intensywne źródło promieniowania rentgenowskiego znane jako Sgr A (Saggitarius A), które uważa się za supermasywną czarną dziurę, którą wszystkie galaktyki, w tym nasza, mają w centrum.

Szacuje się, że czarna dziura w Saggitarius A ma około 4 milionów mas Słońca. Emanuje z niej blask, produkt materii międzygwiazdowej, która nieustannie do niej drenuje. Czasami gwałtowny blask wskazuje, że gwiazda weszła do jego wnętrza.

Gwiazdy

Wspaniałość Drogi Mlecznej zawdzięczamy zamieszkującym ją gwiazdom: od 200 do 400 milionów. Nasze Słońce jest średnią gwiazdą w średnim wieku, znajdującą się w ramieniu Oriona, 7900 pc od tętniącego życiem centrum galaktyki.

Istnieje wiele rodzajów gwiazd, sklasyfikowanych według ich masy i temperatury. Są również klasyfikowane według zawartości lekkich pierwiastków, wodoru i helu lub cięższych pierwiastków, które astronomowie ogólnie nazywają metalami.

Te ostatnie to młodsze gwiazdy, zwane populacją I, podczas gdy pierwsze są starsze i znane jako populacja II.

W galaktykach takich jak Droga Mleczna znajdują się gwiazdy z obu populacji. W ramionach spiralnych i dysku galaktycznym przeważają te z populacji II, podczas gdy w halo i żarówce przeważają te z populacji I.

Planety

Jeszcze do niedawna jedynym układem gwiazd ze znanymi planetami był Układ Słoneczny. W nim są dwa rodzaje planet; skaliste, takie jak Ziemia i giganty, takie jak Jowisz.

Począwszy od lat 90-tych XX wieku, planety odkrywano w innych układach gwiezdnych: planetach pozasłonecznych lub egzoplanetach.

Do tej pory odkryto ponad 3000, a ich liczba się nie kończy. Zdecydowana większość to planety typu jowiszowego, czyli gazowe giganty, ale znaleziono niektóre skaliste, takie jak Ziemia.

Materia międzygwiazdowa

Przestrzeń między gwiazdami jest wypełniona międzygwiazdowym gazem i pyłem. Kiedy obserwuje się Drogę Mleczną z Ziemi, widoczne są linie i ciemniejsze obszary, w których obfituje gaz i pył. Składa się głównie z lekkich pierwiastków: wodoru i helu ze śladami cięższych pierwiastków.

Materia międzygwiazdowa odgrywa fundamentalną rolę w galaktyce i we wszechświecie, ponieważ jest surowcem dla gwiazd i układów planetarnych.

Bibliografia

1. CDS. Jak poznajemy wiek Drogi Mlecznej? Źródło: Cienciadesofa.com.
2. Kutner, M. 2003. Astronomia: perspektywa fizyczna. Cambridge University Press.
3. Miejsce kosmiczne NASA. Co to jest galaktyka satelitarna? Odzyskany z: spaceplace.nasa.gov.
4. Pasachoff, J. 2007. Kosmos: astronomia w nowym milenium. Trzecia edycja. Thomson-Brooks / Cole.
5. Seeds, M. 2011. Podstawy astronomii. Wydanie siódme. Cengage Learning.
6. Widoki na Układ Słoneczny. Narodziny i powstawanie galaktyk. Odzyskany z: solarviews.com.
7. Wikipedia. Droga Mleczna. Odzyskane z: es. wikipedia.org.
8. Wikipedia. Galaktyka drogi mlecznej. Odzyskane z: en.wikipedia.org.