gov-civil-vilareal.ptΠόσο μεγάλος είναι ο Γαλαξίας;
>Ζούμε μέσα στον γαλαξία του Γαλαξία μας και αυτό είναι πρόβλημα.
Για τους επιστήμονες, δηλαδή, που θέλουν να καταλάβουν πόσο μεγάλος είναι ο γαλαξίας μας. Είναι δύσκολο να απαντηθεί! Επειδή είμαστε μέσα σε αυτό, για παράδειγμα, πολλά από αυτά αποκλείονται από τα αδιαφανή σύννεφα σκόνης. Επίσης, μπορεί να είναι δύσκολο να αποκτήσετε μια λαβή σχετικά με την έκταση και το σχήμα ενός αντικειμένου στο οποίο βρίσκεστε. Εάν βρίσκεστε σε ένα δωμάτιο μέσα σε ένα σπίτι, πώς μπορείτε να καταλάβετε πόσο μεγάλο είναι το σπίτι;
Ευτυχώς, η φύση παρέχει ενδείξεις. Βλέπουμε μια ασαφή ζώνη φωτός στον ουρανό, και ονομάστε τον Γαλαξία - είναι στην πραγματικότητα το συνδυασμένο φως δισεκατομμυρίων μακρινών αστεριών. Είναι μια παχιά γραμμή, και αυτό μας λέει ότι ένας μεγάλος αριθμός γαλαξιών είναι επίπεδος: Βρισκόμαστε μέσα σε έναν παχύ δίσκο αστεριών, οπότε τον βλέπουμε να προβάλλεται ως ένα ρεύμα φωτός στον ουρανό.
Μπορούμε επίσης να δούμε μια διόγκωση αστεριών στη μέση, η οποία είναι πραγματική. Οι σπειροειδείς βραχίονες στο δίσκο είναι πιο δύσκολο να εντοπιστούν, αλλά οι ραδιοφωνικές παρατηρήσεις τους δείχνουν καθαρά και μας επιτρέπουν να χαρτογραφήσουμε το σχήμα και τη δομή του γαλαξία καθαρά στην άλλη πλευρά. Κοιτάζοντας τα αστέρια που αλλάζουν τη φωτεινότητα με έναν προβλέψιμο τρόπο, μπορούμε να μετρήσουμε το σχήμα και την έκταση του δίσκου, διαπιστώνοντας ότι είναι στρεβλωμένος (όπως το χείλος ενός fedora) και 120.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα!
Το στημόνι του Γαλαξία μας είναι εμφανές όταν οι θέσεις των αστεριών των Κηφείδων αντιστοιχίζονται σε έναν χάρτη του γαλαξία που φαίνεται από την πλευρά του. Το φούσκωμα (πάχυνση του δίσκου με απόσταση από το κέντρο) είναι επίσης προφανές. Πίστωση: J. Skowron / OGLE / Astronomical Observatory, University of Warsaw
Γνωρίζουμε επίσης ότι γαλαξίες όπως οι δικοί μας περιβάλλονται από ένα τεράστιο φωτοστέφανο αστεριών καθώς και σκοτεινή ύλη. Αυτό το τελευταίο αποτελείται από το ξέρουμε-δεν-τι , πιθανώς μια εξωτική μορφή υποατομικών σωματιδίων, η οποία ασκεί επιρροή στον γαλαξία μέσω της βαρύτητας. Κατά μάζα ξεπερνά κατά πολύ αυτό που λέμε «φυσιολογική» ύλη (αν και, αν το σκεφτείτε, αν υπάρχει περισσότερη σκοτεινή ύλη εκεί έξω τότε αυτό θα πρέπει να είναι αυτό που ονομάζουμε φυσιολογική), πιθανώς με συντελεστή πέντε ή περισσότερους.
Πόσο μεγάλο είναι όμως αυτό το φωτοστέφανο; Είναι μακράν η μεγαλύτερη δομή στον γαλαξία μας και αναμφισβήτητα καθορίζει πόσο μεγάλος είναι πραγματικά ο Γαλαξίας μας, αλλά είναι εξαιρετικά αμυδρός ή αόρατος στα μάτια μας, οπότε το να πάρει το μέγεθός του είναι δύσκολο.
Η δομή του Γαλαξία: Ένας πεπλατυσμένος δίσκος με σπειροειδείς βραχίονες (βλέπουμε μπροστά, αριστερά και άκρη-δεξιά), με κεντρική διόγκωση, φωτοστέφανο και περισσότερα από 150 σφαιρικά σμήνη. Υποδεικνύεται η θέση του theλιου περίπου στο μισό της εξόδου. Πίστωση: Αριστερά: NASA/JPL-Caltech. δεξιά: ESA; διάταξη: ESA/ATG medialab
Μια ομάδα αστρονόμων αντιμετώπισε πρόσφατα αυτό το ζήτημα . Χρησιμοποίησαν μοντέλα υπολογιστών για το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι γαλαξίες για να δουν αν το φωτοστέφανο ενός γαλαξία όπως ο Γαλαξίας έχει μια φυσική άκρη σε αυτό, κάτι όπου μπορείτε να φυτέψετε μια πινακίδα και να πείτε 'Εδώ είναι που τελειώνει ο γαλαξίας'. Δεν είναι τόσο απλό - τα φωτοστέφανα τείνουν να σβήνουν σταδιακά αντί να σταματήσουν σκληρά - αλλά χρησιμοποιώντας τόσο αυτά τα μοντέλα όσο και τις παρατηρήσεις μικρότερων γαλαξιών γύρω μας, διαπιστώνουν ότι το φωτοστέφανο του Γαλαξία μας εκτείνεται σε 950.000 έτη φωτός από το κέντρο, δηλαδή Ο γαλαξίας μας έχει διπλάσιο πλάτος: 1,9 εκατομμύρια έτη φωτός.
Ωστόσο, μια σημείωση προσοχής. η αβεβαιότητα σε αυτό είναι περίπου ,000 200.000 έτη φωτός. Δεν είναι ακριβές. Αλλά τότε, όπως είπα παραπάνω, δεν μετρούν πραγματικά μια άκρη.
Επίσης, ο τρόπος που έγινε αυτό ήταν ενδιαφέρον. Πίσω στις πρώτες μέρες του Σύμπαντος, οι γαλαξίες σχηματίστηκαν από σύννεφα αερίου και σκοτεινής ύλης. Κυρίως αυτά τα πράγματα ήταν όλα απλωμένα, αλλά υπήρχαν τοπικά μέρη που είχαν μεγαλύτερη πυκνότητα, οπότε το υλικό θα κυλιόταν (κυριολεκτικά) προς τα εκεί. Μόλις σχηματιστεί ένας πυρήνας υλικού, τα αντικείμενα από πιο μακριά θα έπεφταν μέσα, και στη συνέχεια θα απομακρύνονταν από αυτό, και ούτω καθεξής. Είναι μια διαδικασία προς τα μέσα.
Το φωτοστέφανο θα σχηματιζόταν από υλικό αρκετά μακριά. Θα έπεφτε προς τον νεογέννητο γαλαξία και πολλά από αυτά θα ξαναγύριζαν πίσω. Αυτό σχηματίζει δύο κάπως άκρες στο φωτοστέφανο. Το ένα ονομάζεται άκρο «splashback», όπου τα πράγματα έπεφταν από το φωτοστέφανο και έπειτα ξαναβγάζανε. όπου επιβραδύνθηκε μέχρι να σταματήσει ορίζει εκείνη την περιοχή. Η ύλη συσσωρεύεται εκεί επειδή κινείται αργά, και έτσι ακριβώς έξω από αυτό παίρνετε μια μεγάλη πτώση πυκνότητας.
Ένα άλλο άκρο είναι πιο κοντά στο κέντρο και ονομάζεται «2ο καυστικό». Αυτό είναι όπου το υλικό έχει πέσει γύρω από τον γαλαξία μερικές φορές και έχει εγκατασταθεί λίγο (αυτό που ονομάζουν οι αστρονόμοι υλικό 'virialized' ). Οι επιστήμονες σε αυτό το νέο έργο χρησιμοποίησαν το δεύτερο για να καταλάβουν το μέγεθος του Γαλαξία μας, επειδή ο εξωτερικός τείνει να επικαλύπτεται με φωτοστέφανα από άλλους γαλαξίες (όπως η Ανδρομέδα, η οποία βρίσκεται 2,5 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά) και επίσης επειδή διαπίστωσαν ότι αυτή η απόσταση λειτουργεί τόσο κατά τη μοντελοποίηση της σκοτεινής ύλης όσο και των αστεριών.
Επίσης, εξέτασαν τη συμπεριφορά των νάνων γαλαξιών στην Τοπική μας ομάδα γαλαξιών και διαπίστωσαν ότι αυτοί που βρίσκονται πιο κοντά στον Γαλαξία από αυτόν τον 2ο καυστικό τείνουν να κινούνται στο διάστημα με διαφορετική ταχύτητα από αυτές που βρίσκονται πιο μακριά. Σχολιάζουν ότι αυτό μπορεί να είναι τυχαίο, αλλά θα μπορούσε επίσης να είναι μια φυσική σχέση που έχουν με τον Γαλαξία μας βαρυτικά. Αν ναι, είναι περισσότερα στοιχεία ότι αυτό κάνει μια καλή επιλογή για το όριο.
τα σκοτεινά υλικά του μέσα κοινής λογικής
Ορίστε λοιπόν. Ζούμε σε έναν πλανήτη που περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι περίπου το 40% του δρόμου από το κέντρο μέχρι την άκρη του δίσκου σε έναν σπειροειδή γαλαξία με ένα πολύ μεγαλύτερο φωτοστέφανο που εκτείνεται σε περίπου δύο εκατομμύρια έτη φωτός. Ούτε ο μεγαλύτερος γαλαξίας που γνωρίζουμε, αλλά ούτε ένας για να φτερνιστεί.
