Sedan förhistorisk tid har människor tittat upp på natthimlen och begrundat mysteriet med ljusbandet som sträcker sig över himlen. Och även om teorier har utvecklats sedan antikens Greklands dagar om vad det kunde vara, var det först med den moderna astronomis födelse som forskare har kommit att veta exakt vad det är - det vill säga otaliga stjärnor på betydande avstånd från jorden.
Termen 'Vintergatan', en term som dök upp i den klassiska antiken för att beskriva ljusbandet på natthimlen, har sedan dess blivit namnet på vår galax. Liksom många andra i det kända universum är Vintergatan en spiralformad galax som är en del av den lokala gruppen – en samling av 54 galaxer. Vintergatan, som mäter 100 000 – 180 000 ljusår i diameter, består av mellan 100 och 400 miljarder stjärnor.
Strukturera:
Vintergatan består av en Galactic Center som är formad som en stång och en galaktisk skiva som består av spiralarmar, som alla är omgivna av Halo – som består av gamla stjärnor och klothopar. Centrum, även känd som 'utbuktningen', är en tät koncentration av mestadels gamla stjärnor som mäter cirka 10 000 ljusår i radie. Denna region är också Vintergatans rotationscentrum.
Illustration av det supermassiva svarta hålet i mitten av Vintergatan. Kredit: NRAO/AUI/NSF
Galactic Center är också hem för en intensiv radiokälla som heter Skytten A* , som tros ha en supermassivt svart hål (SMBH) i mitten. Närvaron av detta svarta hål har kunnat urskiljas på grund av det uppenbara gravitationsinflytande det har på omgivande stjärnor. Astronomer uppskattar att den har en massa på mellan 4,1. och 4,5 miljoner solmassor.
Utanför den bommade bulan vid Galactic Center finns Vintergatans galaktiska skiva. Denna består av stjärnor, gas och damm som är organiserade i fyra spiralarmar. Dessa armar innehåller vanligtvis en högre täthet av interstellär gas och stoft än det galaktiska genomsnittet, såväl som en större koncentration av stjärnbildning. Även om det inte finns någon konsensus om den exakta strukturen eller omfattningen av dessa spiralarmar, är de vanligtvis grupperade i två eller fyra olika armar.
När det gäller fyra armar är detta baserat på spårade banor för gas och yngre stjärnor i vår galax, vilket motsvarar Perseus-armen, Norma och yttre arm, Scutum-Centaurum-armen och Carina-Skytten-armen. Det finns också minst två mindre armar, som inkluderar Cygnus Arm och Orion Arm. Under tiden visar undersökningar baserade på förekomsten av äldre stjärnor bara två stora spiralarmar – Perseus-armen och Scutum-Centaurus-armen.
Bortom den galaktiska skivan finns Halo, som består av gamla stjärnor och klothopar – 90 % av dem ligger inom 100 000 ljusår (30 000 parsecs) från Galactic Center. Nya bevis från röntgenobservatorier tyder på att utöver denna stjärngloria har Vintergatan också en gloria av het gas som sträcker sig över hundratusentals ljusår.
Konstnärens uppfattning om Vintergatans spiralstruktur med två stora stjärnarmar och en bar. Kredit: NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Ont
Storlek och massa:
Den galaktiska skivan i Vintergatans galax är cirka 100 000 ljusår i diameter och cirka 1 000 ljusår tjock. Den beräknas innehålla mellan 100 och 400 miljarder stjärnor, även om den exakta siffran beror på antalet stjärnor av M-typ (aka. röd dvärg) med mycket låg massa. Detta är svårt att avgöra eftersom dessa stjärnor också har låg ljusstyrka jämfört med andra klasser.
Avståndet från solen till det galaktiska centrumet beräknas vara mellan 25 000 och 28 000 ljusår (7 600 till 8 700 parsecs). Galactic Centers bar (aka. dess 'utbuktning') tros vara cirka 27 000 ljusår lång och består huvudsakligen av röda stjärnor, som alla anses vara gamla. Baren är omgiven av '5-kpc-ringen', en region som innehåller mycket av galaxens molekylära väte och där stjärnbildningen är mest intensiv.
Den galaktiska skivan har en diameter på mellan 70 000 och 100 000 ljusår. Den har ingen skarp kant, en radie bortom vilken det inte finns några stjärnor. Antalet stjärnor sjunker dock långsamt med avståndet från centrum. Bortom en radie på ungefär 40 000 ljusår sjunker antalet stjärnor mycket snabbare ju längre du kommer från centrum.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/transcoded/e/ee/Simulation_of_the_X-shaped_bulge_of_the_Milky_Way.ogv/Simulation_of_the_X-shaped_bulge_of_the_Milky_Way.ogv.480p.webmSolsystemets läge:
Solsystemet ligger nära den inre kanten av Orionarmen, en mindre spiralarm som ligger mellan Carina–Skyttens arm och Perseusarmen. Denna arm mäter cirka 3 500 ljusår (1 100 parsecs) i diameter, cirka 10 000 ljusår (3 100 parsecs) i längd, och är på ett avstånd av cirka 25 400 till 27 400 ljusår (7,78 till 8,4 tusen parsecs) från Galaktiskt centrum.
Observationshistorik:
Vår galax fick sitt namn på grund av hur diset den kastar på natthimlen liknade utspilld mjölk. Detta namn är också ganska gammalt. Det är översättning från latinets 'Via Lactea“, som i sin tur översattes från grekiskan förGalaxer, med hänvisning till det bleka ljusbandet som bildas av stjärnor i det galaktiska planet sett från jorden.
Den persiske astronomen Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) stavade till och med det i sin bokTadhkira: ”Vintergatan, d. v. s. galaxen, består av ett mycket stort antal små, tätt samlade stjärnor, som på grund av sin koncentration och litenhet tycks vara molniga fläckar. På grund av detta liknades det med mjölk i färg.'
Astronomer hade länge misstänkt att Vintergatan bestod av stjärnor, men det bevisades inte förrän 1610, när Galileo Galilei vände sitt rudimentära teleskop mot himlen och löste enskilda stjärnor i bandet över himlen. Med hjälp av teleskop insåg astronomer att det fanns många, många fler stjärnor på himlen, och att alla de vi kan se är en del av Vintergatan.
1755 föreslog Immanuel Kant att Vintergatan var en stor samling stjärnor som hölls samman av ömsesidig gravitation. Precis som solsystemet skulle denna samling rotera och plattas ut som en skiva, med solsystemet inbäddat i den. Astronomen William Herschel (upptäckaren av Uranus) försökte kartlägga dess form 1785, men han insåg inte att stora delar av galaxen är skymd av gas och damm, som döljer dess verkliga form.
Det var inte förrän på 1920-talet, när Edwin Hubble gav avgörande bevis för att spiralnebulosorna på himlen faktiskt var hela andra galaxer, som den verkliga formen på vår galax var känd. Därefter har astronomer förstått att Vintergatan är en spiralformad galax, och de har också kommit att inse hur stort universum verkligen är.
Vintergatan är lämpligt namngiven, eftersom den är den stora och molniga massan av stjärnor, damm och gas. Liksom alla galaxer tros vår ha bildats av många mindre galaxer som kolliderat och kombinerats i det förflutna. Och om 3 till 4 miljarder år kommer det att göra det kolliderar med Andromedagalaxen att bilda en ännu större massa av stjärnor, gas och stoft. Förutsatt att mänskligheten fortfarande existerar då (och överlever processen) borde det ge en intressant visning!
Vi har skrivit många intressanta artiklar om Vintergatan här på Universe Today. Här är 10 intressanta fakta om Vintergatan , Hur stor är Vintergatan? , Varför kallas vår galax Vintergatan? , Vilken galax ligger närmast Vintergatan? , Var är jorden i Vintergatan? , Vintergatan har bara två spiralarmar , och Det är oundvikligt: Vintergatan, Andromedagalaxen på väg mot kollision .
Om du vill ha mer information om galaxer, kolla in Hubblesites nyhetsmeddelanden om galaxer , och här är NASA:s vetenskapssida om galaxer .
Vi har också spelat in ett avsnitt av Astronomy Cast om Vintergatan. Lyssna nu, Avsnitt 99: Vintergatan .
Källor: