Για χιλιετίες, τα ανθρώπινα όντα κοίταξαν τον νυχτερινό ουρανό και στάθηκαν δέος του Γαλαξία μας. Σήμερα, οι αστρονόμοι και οι ερασιτέχνες αστρονόμοι συνεχίζουν σε αυτήν την παράδοση, γνωρίζοντας ότι αυτό που παρακολουθούν είναι στην πραγματικότητα μια συλλογή εκατοντάδων εκατομμυρίων αστεριών και σύννεφων σκόνης, για να μην αναφέρουμε δισεκατομμύρια άλλους κόσμους.
Αλλά πρέπει να αναρωτηθεί κανείς, αν μπορούμε να δούμε τη λαμπερή ζώνη του Γαλαξία, γιατί δεν μπορούμε να δούμε τι βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία μας; Υποθέτοντας ότι κοιτάζουμε προς τη σωστή κατεύθυνση, δεν θα πρέπει να μπορούμε να δούμε αυτό το μεγάλο, φωτεινό κύμα αστεριών με γυμνό μάτι; Ξέρετε αυτό που εννοώ, είναι σε όλες τις φωτογραφίες!
Δυστυχώς, κατά την απάντηση σε αυτήν την ερώτηση, πρέπει να γίνουν αρκετοί έλεγχοι πραγματικότητας. Όταν είναι αρκετά σκοτεινό και οι συνθήκες είναι σαφείς, ο σκονισμένος δακτύλιος του Γαλαξία μπορεί να διακριθεί στον νυχτερινό ουρανό. Ωστόσο, εξακολουθούμε να βλέπουμε περίπου 6.000 έτη φωτός στο δίσκο με γυμνό μάτι, και στηριζόμαστε στο ορατό φάσμα. Ακολουθεί μια ματιά για το γιατί συμβαίνει αυτό.
Μέγεθος και δομή:
Πρώτα απ 'όλα, το τεράστιο μέγεθος του γαλαξία μας είναι αρκετό για να προκαλέσετε προβλήματα. Η NASA εκτιμά ότι ο Γαλαξίας έχει διάμετρο μεταξύ 100.000 - 120.000 έτη φωτός - αν και ορισμένες πληροφορίες υποδηλώνουν ότι μπορεί να είναι 150.000 - 180.000 έτη φωτός. Δεδομένου ότι ένα έτος φωτός είναι περίπου 9,5 x 1012χιλιόμετρα, αυτό κάνει τη διάμετρο του γαλαξία του Γαλαξία περίπου 9,5 x 1017 - 1,14 x 1018 χιλιόμετρα σε διάμετρο.
Για να το θέσουμε αυτό σε απλούς όρους, αυτά τα 950 τετρα δισεκατομμύρια (590 τετρα δισεκατομμύρια μίλια) σε 1,14 εκατοστά δισεκατομμύρια χιλιόμετρα (7oo septendecillion μίλια). Ο Γαλαξίας εκτιμάται επίσης ότι περιέχει 100-400 δισεκατομμύρια αστέρια (αν και αυτό θα μπορούσε να είναι τόσο υψηλό όσο ένα τρισεκατομμύριο), και μπορεί να έχει έως και 100 δισεκατομμύρια πλανήτες.
Στο κέντρο, μετρώντας περίπου. 10.000 έτη φωτός σε διάμετρο, είναι η στενά γεμάτη ομάδα αστεριών που είναι γνωστή ως «διόγκωση». Στο κέντρο αυτής της διόγκωσης υπάρχει μια έντονη πηγή ραδιοφώνου, που ονομάζεται Τοξότης Α *, η οποία είναι πιθανότατα μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που περιέχει 4,1 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου μας.
Εμείς, στο ταπεινό μας Ηλιακό Σύστημα, είμαστε περίπου 28.000 έτη φωτός μακριά από αυτό. Εν ολίγοις, αυτή η περιοχή είναι πολύ μακριά για να δούμε με γυμνό μάτι. Ωστόσο, υπάρχουν περισσότερα από αυτό απλώς…
Χαμηλή φωτεινότητα επιφάνειας:
Εκτός από το ότι είναι ένας σπειροειδής γαλαξίας, ο Γαλαξίας είναι αυτός που είναι γνωστός ως γαλαξίας χαμηλής επιφάνειας (LSB) - μια ταξινόμηση που αναφέρεται στους γαλαξίες όπου η επιφανειακή τους φωτεινότητα είναι, όταν παρατηρείται από τη Γη, τουλάχιστον ένα μέγεθος χαμηλότερο από το νυχτερινός ουρανός. Ουσιαστικά, αυτό σημαίνει ότι ο ουρανός πρέπει να είναι πιο σκοτεινός από περίπου 20,2 μέγεθος ανά τετραγωνικό τόξο δευτερολέπτου για να μπορεί να δει τον Γαλαξία μας.
Αυτό καθιστά δύσκολη την ορατότητα του Γαλαξία από οποιαδήποτε τοποθεσία στη Γη όπου είναι συχνή η φωτορύπανση - όπως αστικές ή προαστιακές τοποθεσίες - ή όταν το αδέσποτο φως από τη Σελήνη είναι ένας παράγοντας. Αλλά ακόμα και όταν οι συνθήκες είναι βέλτιστες, υπάρχουν ακόμα τόσα πολλά που μπορούμε να δούμε με γυμνό μάτι, για λόγους που έχουν μεγάλη σχέση με όλα όσα βρίσκονται μεταξύ μας και του γαλαξιακού πυρήνα.
Σκόνη και αέριο:
Αν και δεν μπορεί να μοιάζει με τον περιστασιακό παρατηρητή, ο Γαλαξίας είναι γεμάτος σκόνη και αέριο. Αυτό το θέμα είναι γνωστό ως το διαστρικό μέσο, ένας δίσκος που αποτελεί το επιβλητικό 10-15% της φωτεινής / ορατής ύλης στον γαλαξία μας και γεμίζει τους μεγάλους χώρους ανάμεσα στα αστέρια. Το πάχος της σκόνης παρακάμπτει το ορατό φως (όπως εξηγείται εδώ), αφήνοντας μόνο υπέρυθρο φως να περάσει μέσα από τη σκόνη.
Αυτό καθιστά τα υπέρυθρα τηλεσκόπια όπως το Spitzer Space Telescope εξαιρετικά πολύτιμα εργαλεία για τη χαρτογράφηση και τη μελέτη του γαλαξία, καθώς μπορεί να κοιτάξει μέσα από τη σκόνη και την ομίχλη για να μας δώσει εξαιρετικά καθαρές απόψεις για το τι συμβαίνει στην καρδιά του γαλαξία και σε σχηματισμό αστεριών περιφέρειες. Ωστόσο, όταν κοιτάζουμε στο οπτικό φάσμα, το φως από τη Γη και το φαινόμενο παρεμβολής της σκόνης και του αερίου περιορίζουν το πόσο μακριά μπορούμε να δούμε.
Περιορισμένη οργάνωση:
Οι αστρονόμοι κοιτάζουν τα αστέρια για χιλιάδες χρόνια. Ωστόσο, μόνο σε συγκριτικά πρόσφατους χρόνους ήξεραν ακόμη και τι κοίταζαν. Για παράδειγμα, στο βιβλίο του Μετεωρολογία, Ο Αριστοτέλης (384–322 π.Χ.) έγραψε ότι οι Έλληνες φιλόσοφοι Αναξαγόρας (περίπου 500–428 π.Χ.) και Δημοκρατίας (460–370 π.Χ.) είχαν προτείνει ότι ο Γαλαξίας μπορεί να αποτελείται από μακρινά αστέρια.
Ωστόσο, ο ίδιος ο Αριστοτέλης πίστευε ότι ο Γαλαξίας οφείλεται στην «ανάφλεξη της φλογερής εκπνοής ορισμένων αστεριών που ήταν μεγάλα, πολυάριθμα και κοντά μεταξύ τους» και ότι αυτές οι αναφλέξεις γίνονται στο άνω μέρος της ατμόσφαιρας. Όπως πολλές από τις θεωρίες του Αριστοτέλη, αυτό θα παραμείνει κανόνας για τους δυτικούς μελετητές μέχρι τον 16ο και 17ο αιώνα, οπότε η σύγχρονη αστρονομία θα άρχιζε να ριζώνεται.
Εν τω μεταξύ, στον ισλαμικό κόσμο, πολλοί μεσαιωνικοί μελετητές είχαν διαφορετική άποψη. Για παράδειγμα, ο Περσικός αστρονόμος Abu Rayhan al-Biruni (973-1048) πρότεινε ότι ο Γαλαξίας είναι «μια συλλογή αμέτρητων θραυσμάτων της φύσης των νεφελωδών αστεριών». Ο Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292–1350) της Δαμασκού πρότεινε επίσης ότι ο Γαλαξίας μας είναι «μυριάδες μικροσκοπικά αστέρια που είναι γεμάτα στη σφαίρα των σταθερών αστεριών» και ότι αυτά τα αστέρια είναι μεγαλύτερα από τους πλανήτες.
Ο Περσικός αστρονόμος Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) ισχυρίστηκε επίσης στο βιβλίο του Tadhkira ότι: «Ο Γαλαξίας μας, δηλαδή ο Γαλαξίας, αποτελείται από έναν πολύ μεγάλο αριθμό μικρών, σφιχτά ομαδοποιημένων αστεριών, τα οποία, λόγω της συγκέντρωσης και της μικρότητάς τους, φαίνεται να είναι θολά μπαλώματα. Εξαιτίας αυτού, παρομοιάστηκε με το γάλα στο χρώμα. "
Παρά αυτές τις θεωρητικές ανακαλύψεις, μόλις το 1610, όταν ο Γαλιλαίος Γαλιλαίος στράφηκε το τηλεσκόπιο του προς τους ουρανούς, υπήρχε αυτή η απόδειξη για την υποστήριξη αυτών των ισχυρισμών. Με τη βοήθεια των τηλεσκοπίων, οι αστρονόμοι συνειδητοποίησαν για πρώτη φορά ότι υπήρχαν πολλά, πολύ περισσότερα αστέρια στον ουρανό από αυτά που μπορούμε να δούμε, και ότι όλα αυτά που μπορούμε να δούμε είναι μέρος του Γαλαξία μας.
Πάνω από έναν αιώνα αργότερα, ο William Herschel δημιούργησε το πρώτο θεωρητικό διάγραμμα για το πώς έμοιαζε ο Γαλαξίας (1785). Σε αυτό, περιέγραψε το σχήμα του Γαλαξία ως μια μεγάλη συλλογή αστέρι που μοιάζει με σύννεφο και ισχυρίστηκε ότι το Ηλιακό Σύστημα ήταν κοντά στο κέντρο. Αν και ήταν λανθασμένο, αυτή ήταν η πρώτη προσπάθεια να υποθέσουμε πώς έμοιαζε η κοσμική αυλή μας.
Μόλις τον 20ο αιώνα οι αστρονόμοι μπόρεσαν να πάρουν μια ακριβή εικόνα για το πώς φαίνεται ο Γαλαξίας μας. Αυτό ξεκίνησε με τον αστρονόμο Harlow Shapely να μετρά τις κατανομές και τις θέσεις των σφαιρικών αστεριών. Από αυτό, διαπίστωσε ότι το κέντρο του Γαλαξία μας ήταν 28.000 έτη φωτός από τη Γη και ότι το κέντρο ήταν μια διόγκωση, παρά μια επίπεδη περιοχή.
Το 1923, ο αστρονόμος Edwin Hubble χρησιμοποίησε το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο της εποχής του στο Mt. Παρατηρητήριο Wilson κοντά στην Πασαντένα της Καλιφόρνια, για να παρατηρήσουμε γαλαξίες πέρα από τους δικούς μας. Παρατηρώντας πώς είναι οι σπειροειδείς γαλαξίες σε όλο το σύμπαν, οι αστρονόμοι και οι επιστήμονες μπόρεσαν να πάρουν μια ιδέα για το πώς μοιάζει το δικό μας.
Από τότε, η ικανότητα παρατήρησης του γαλαξία μας μέσω πολλαπλών μηκών κύματος (δηλαδή ραδιοκύματα, υπέρυθρες ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα) και όχι μόνο το ορατό φάσμα μας βοήθησε να πάρουμε μια ακόμη καλύτερη εικόνα. Επιπλέον, η ανάπτυξη των διαστημικών τηλεσκοπίων - όπως το Hubble, το Spitzer, το WISE και το Kepler - μας βοήθησε να κάνουμε παρατηρήσεις που δεν υπόκεινται σε παρεμβολές από την ατμόσφαιρα ή τις μετεωρολογικές συνθήκες.
Ωστόσο, παρά τις καλύτερες προσπάθειές μας, εξακολουθούμε να περιοριζόμαστε από έναν συνδυασμό εμποδίων προοπτικής, μεγέθους και ορατότητας. Μέχρι στιγμής, όλες οι εικόνες που απεικονίζουν τον γαλαξία μας είναι είτε παραστάσεις καλλιτέχνη είτε εικόνες άλλων σπειροειδών γαλαξιών. Μέχρι πρόσφατα στην ιστορία μας, ήταν πολύ δύσκολο για τους επιστήμονες να εκτιμήσουν πώς μοιάζει ο Γαλαξίας μας, κυρίως επειδή είμαστε ενσωματωμένοι σε αυτόν.
Για να έχετε μια πραγματική εικόνα του Γαλαξία μας, θα πρέπει να συμβούν πολλά πράγματα. Πρώτον, θα χρειαζόμασταν μια φωτογραφική μηχανή που να λειτουργεί σε χώρο με ευρεία οπτική γωνία (γνωστός και ως Hubble, Spitzer κ.λπ.). Τότε θα πρέπει να πετάξουμε αυτήν την κάμερα σε ένα σημείο που είναι περίπου 100.000 έτη φωτός πάνω από τον Γαλαξία μας και να το δείξουμε πίσω στη Γη. Με την τρέχουσα τεχνολογία πρόωσης, αυτό θα χρειαστεί 2,2 δισεκατομμύρια χρόνια για να επιτευχθεί.
Ευτυχώς, όπως ήδη αναφέρθηκε, οι αστρονόμοι έχουν μερικά επιπλέον μήκη κύματος που μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να δουν στον γαλαξία και αυτά καθιστούν ορατό πολύ περισσότερο τον γαλαξία. Εκτός από την εμφάνιση περισσότερων αστεριών και περισσότερων αστεριών, είμαστε σε θέση να δούμε και περισσότερο από το κέντρο του Γαλαξία μας, το οποίο περιλαμβάνει την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που θεωρήθηκε ότι υπάρχει εκεί.
Για αρκετό καιρό, οι αστρονόμοι είχαν όνομα για την περιοχή του ουρανού που κρύβεται από τον Γαλαξία - τη «Ζώνη Αποφυγής». Πίσω στις μέρες που οι αστρονόμοι μπορούσαν να κάνουν μόνο οπτικές παρατηρήσεις, η Ζώνη Αποφυγής κατέλαβε περίπου το 20% του νυχτερινού ουρανού. Αλλά παρατηρώντας σε άλλα μήκη κύματος, όπως υπέρυθρες ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα, και ειδικά ραδιοκύματα, οι αστρονόμοι μπορούν να δουν όλα εκτός από περίπου το 10% του ουρανού. Αυτό που είναι στην άλλη πλευρά αυτού του 10% είναι ως επί το πλείστον ένα μυστήριο.
Εν ολίγοις, σημειώνεται πρόοδος. Αλλά μέχρις ότου μπορέσουμε να στείλουμε ένα πλοίο πέρα από το Γαλαξία μας που μπορεί να τραβήξει στιγμιότυπα και να τα στείλει πίσω σε εμάς, όλα μέσα στο διάστημα της ζωής μας, θα εξαρτηθούμε από αυτό που μπορούμε να παρατηρήσουμε από μέσα μας.
Έχουμε πολλά ενδιαφέροντα άρθρα σχετικά με τον Γαλαξία εδώ στο Space Magazine. Για παράδειγμα, εδώ είναι ο Γαλαξίας; Και εδώ είναι ένα άρθρο για το γιατί ονομάζεται Γαλαξίας, πόσο μεγάλο είναι, γιατί περιστρέφεται και ποιος είναι ο κοντινότερος γαλαξίας σε αυτόν.
Και εδώ είναι 10 γεγονότα για τον Γαλαξία μας. Και φροντίστε να δείτε την ενότητα Οδηγός για το διάστημα στον Γαλαξία μας.
Και βεβαιωθείτε ότι έχετε δει τη συνέντευξη του Space Magazine με την Dr. Andrea Ghez, καθηγητή Αστρονομίας στο UCLA, μιλώντας για το τι βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας.
Podcast (ήχος): Λήψη (Διάρκεια: 4:36 - 4.2MB)
Εγγραφείτε: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (βίντεο): Λήψη (Διάρκεια: 4:59 - 59,2MB)
Εγγραφείτε: Apple Podcasts | Android | RSS
