Մեր գալակտիկայի կազմը, կառուցվածքը և չափը

2024 Հեղինակ: Miguel Ramacey | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 06:21

Ծիր Կաթինը գծավոր պարուրաձև գալակտիկա է: Մեր գալակտիկայի տրամագիծը 100,000-ից մինչև 180,000 լուսատարի է: Գիտնականների գնահատմամբ՝ այն պարունակում է 100-400 միլիարդ աստղ: Հավանաբար, Ծիր Կաթինում կա առնվազն 100 միլիարդ մոլորակ: Արեգակնային համակարգը գտնվում է սկավառակի ներսում՝ Գալակտիկական կենտրոնից 26490 լուսատարի հեռավորության վրա, Օրիոնի թևի ներքին եզրին, որը գազի և փոշու պարուրաձև կոնցենտրացիաներից մեկն է: 10000 լուսային տարվա ամենաներքին աստղերը կազմում են ուռուցիկություն և մեկ կամ մի քանի ձողեր: Գալակտիկական կենտրոնը ինտենսիվ ռադիոաղբյուր է, որը հայտնի է Աղեղնավոր Ա անունով, որը հավանաբար 4,100 միլիոն արեգակնային զանգվածով գերզանգվածային սև խոռոչ է:

Արագություն և ճառագայթում

Աստղերը և գազերը Գալակտիկական կենտրոնի ուղեծրից մեծ հեռավորությունների վրա շարժվում են վայրկյանում մոտ 220 կիլոմետր արագությամբ: Պտտման հաստատուն արագությունը հակասում է Կեպլերյան դինամիկայի օրենքներին և ենթադրում է, որ մեծ մասըԾիր Կաթինի զանգվածը չի արտանետում կամ կլանում էլեկտրամագնիսական ճառագայթում: Այս զանգվածն անվանվել է «մութ նյութ»։ Պտտման շրջանը Արեգակի դիրքում մոտ 240 միլիոն տարի է։ Ծիր Կաթինը շարժվում է մոտ 600 կմ/վ արագությամբ՝ համեմատած արտագալակտիկական տեղեկատուների հետ: Ծիր Կաթինի ամենահին աստղերը գրեթե նույնքան հին են, որքան տիեզերքը և, հավանաբար, ձևավորվել են Մեծ պայթյունի մութ դարերից անմիջապես հետո:

Արտաքին տեսք

Ծիր Կաթինի կենտրոնը տեսանելի է Երկրից որպես սպիտակ լույսի մշուշոտ գոտի՝ մոտ 30° լայնությամբ, կամարակապ գիշերային երկնքի մոտ: Անզեն աչքով տեսանելի գիշերային երկնքի բոլոր առանձին աստղերը Ծիր Կաթինի մի մասն են: Լույսը գալիս է չլուծված աստղերի և այլ նյութերի կուտակումից, որոնք տեղակայված են գալակտիկական հարթության ուղղությամբ: Շրջանի մութ շրջանները, ինչպիսիք են Մեծ ճեղքը և Կոալսակը, տարածքներ են, որտեղ միջաստղային փոշին արգելափակում է հեռավոր աստղերի լույսը: Երկնքի այն հատվածը, որը թաքցնում է Ծիր Կաթինը, կոչվում է Խուսափման Գոտի։

Պայծառություն

Ծիր Կաթինը մակերեսի համեմատաբար ցածր պայծառություն ունի: Նրա տեսանելիությունը կարող է զգալիորեն կրճատվել ֆոնի վրա, ինչպիսիք են լույսը կամ լուսնի լույսը: Որպեսզի Ծիր Կաթինը տեսանելի լինի, երկինքը պետք է սովորականից ավելի մուգ լինի: Այն պետք է տեսանելի լինի, եթե ուժգնության սահմանը մոտավորապես +5,1 կամ ավելի է, և ցույց է տալիս ավելի մանրամասն՝ +6,1: Սա դժվարացնում է Ծիր Կաթինի տեսանելիությունը վառ լուսավորված քաղաքային կամ ծայրամասային տարածքներից, բայց շատ տեսանելի է գյուղական վայրերից, երբԼուսինը հորիզոնից ցածր է: «Արհեստական գիշերային երկնքի պայծառության նոր աշխարհի ատլասը» ցույց է տալիս, որ երկրագնդի բնակչության ավելի քան մեկ երրորդը չի կարող տեսնել Ծիր Կաթինը իր տներից օդի աղտոտվածության պատճառով:

Ծիր Կաթին գալակտիկայի չափը

Ծիր Կաթինը Տեղական խմբի երկրորդ ամենամեծ գալակտիկան է՝ իր աստղային սկավառակով մոտ 100,000 լիտա (30 կկվ) տրամագծով և մոտ 1000 լ (0,3 կկվ) միջին հաստությամբ։ Ծիր Կաթինի շուրջը փաթաթված աստղերի օղակաձև շարանը կարող է պատկանել հենց գալակտիկային՝ տատանվելով գալակտիկական հարթության վերևում և ներքևում։ Եթե այո, ապա դա ցույց կտա 150,000-180,000 լուսային տարվա տրամագիծը (46-55 kpc):

Զանգված

Ծիր Կաթինի զանգվածի գնահատականները տարբերվում են՝ կախված օգտագործվող մեթոդից և տվյալներից: Գնահատման տիրույթի ստորին վերջում Ծիր Կաթինի զանգվածը 5,8 × 1011 արեգակնային զանգված է (M☉), որը փոքր-ինչ փոքր է Անդրոմեդա գալակտիկայի զանգվածից։ 2009-ին շատ երկար բազային զանգվածի միջոցով կատարված չափումները ցույց են տվել, որ Ծիր Կաթինի արտաքին եզրին գտնվող աստղերի արագությունը հասնում է 254 կմ/վ (570000 մղոն/ժ): Քանի որ ուղեծրի արագությունը կախված է ուղեծրի շառավղով ընդհանուր զանգվածից, սա ենթադրում է, որ Ծիր Կաթինը ավելի զանգվածային է, մոտավորապես հավասար է Անդրոմեդայի Գալակտիկայի զանգվածին 7×1011 M☉ իր կենտրոնից 160,000 լիտր (49 kpc) սահմաններում: 2010 թվականին հալո աստղերի շառավղային արագության չափումը ցույց տվեց, որ 80 կիլոպարսեկում պարունակվող զանգվածը 7×1011 M☉ է։ 2014 թվականին հրապարակված հետազոտության համաձայն՝ ամբողջ Ծիր Կաթինի զանգվածըգնահատվում է 8,5×1011 M☉, որը Անդրոմեդայի Գալակտիկայի զանգվածի մոտ կեսն է։

Մութ նյութ

Ծիր Կաթինի մեծ մասը մութ մատերիա է, նրա անհայտ և անտեսանելի ձևը, որը գրավիտացիոն փոխազդեցությամբ փոխազդում է սովորական նյութի հետ: Մութ նյութի լուսապսակը համեմատաբար հավասար է բաշխված Գալակտիկական կենտրոնից հարյուր կիլոմետրից ավելի (kpc) հեռավորության վրա: Ծիր Կաթինի մաթեմատիկական մոդելները հուշում են, որ մութ նյութի զանգվածը 1-1,5×1012 M☉ է։ Վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս 4,5×1012 M☉ զանգվածի տիրույթ և 8×1011 M☉ չափս:

Միջաստղային գազ

Ծիր Կաթինի բոլոր աստղերի ընդհանուր զանգվածը գնահատվում է 4,6×1010 M☉-ից 6,43×1010 M☉: Բացի աստղերից, կա նաև միջաստղային գազ, որը պարունակում է 90% ջրածին և 10% հելիում, ջրածնի երկու երրորդը ատոմային ձևով, իսկ մնացած երրորդը մոլեկուլային ջրածնի տեսքով: Այս գազի զանգվածը հավասար է գալակտիկայի աստղերի ընդհանուր զանգվածի 10%-ին կամ 15%-ին։ Միջաստղային փոշին կազմում է ընդհանուր զանգվածի ևս 1%-ը։

Մեր գալակտիկայի կառուցվածքը և չափը

Ծիր Կաթինը պարունակում է 200-ից 400 միլիարդ աստղ և առնվազն 100 միլիարդ մոլորակ: Ճշգրիտ թիվը կախված է շատ ցածր զանգվածով աստղերի քանակից, որոնք դժվար է հայտնաբերել, հատկապես Արեգակից 300 լից ավելի հեռավորության վրա: Համեմատության համար, հարեւան Անդրոմեդա Գալակտիկան պարունակում է մոտավորապես երեք տրիլիոն աստղ, և, հետևաբար, գերազանցում է մեր գալակտիկայի չափը: Ծիր Կաթինկարող է նաև պարունակել տասը միլիարդ սպիտակ թզուկներ, միլիարդերորդ նեյտրոնային աստղեր և հարյուր միլիոն սև անցք: Աստղերի միջև տարածությունը լրացնում է գազի և փոշու սկավառակ, որը կոչվում է միջաստեղային միջավայր: Այս սկավառակը շառավղով առնվազն համեմատելի է աստղերի հետ, մինչդեռ գազային շերտի հաստությունը տատանվում է հարյուրավոր լուսային տարիներից ավելի սառը գազի համար մինչև հազարավոր լուսային տարիներ ավելի տաք գազի համար:

Ծիր Կաթինը բաղկացած է ձողաձև միջուկից, որը շրջապատված է գազի, փոշու և աստղերի սկավառակով: Զանգվածի բաշխումը Ծիր Կաթինում շատ նման է Հաբլի Sbc տիպին, որը ներկայացնում է պարուրաձև գալակտիկաներ՝ համեմատաբար ազատ տարածվող թեւերով։ Աստղագետներն առաջին անգամ սկսեցին կասկածել, որ Ծիր Կաթինը փակ պարուրաձև գալակտիկա է, այլ ոչ թե սովորական պարուրաձև գալակտիկա, 1960-ականներին: Նրանց կասկածները հաստատվեցին 2005 թվականին Spitzer տիեզերական աստղադիտակի դիտարկումներով, որոնցում Ծիր Կաթինի կենտրոնական պատնեշն ավելի մեծ էր, քան նախկինում ենթադրվում էր:

Մեր գալակտիկայի չափերի մասին պատկերացումները կարող են տարբեր լինել: Ծիր Կաթինի աստղերի սկավառակը չունի սուր եզր, որից այն կողմ աստղեր չկան։ Ավելի շուտ, աստղերի կոնցենտրացիան նվազում է Ծիր Կաթինի կենտրոնից հեռավորության հետ: Անհասկանալի պատճառներով, կենտրոնից մոտ 40,000 լիտ շառավղից այն կողմ, մեկ խորանարդ պարսեկ աստղերի թիվը շատ ավելի արագ է նվազում: Շրջապատող գալակտիկական սկավառակը աստղերի և գնդաձև կուտակումների գնդաձև գալակտիկական լուսապսակ է, որը տարածվում է դեպի դուրս, բայց չափերով սահմանափակված է ուղեծրերով։Ծիր Կաթինի երկու արբանյակները՝ Մեծ և Փոքր Մագելանյան ամպերը, որոնցից ամենամոտը գտնվում է Գալակտիկական կենտրոնից մոտ 180,000 լիտ հեռավորության վրա: Այս հեռավորության վրա կամ դրանից դուրս, հալո օբյեկտների մեծ մասի ուղեծրերը կկործանվեն Մագելանի ամպերի կողմից: Հետևաբար, նման առարկաները, ամենայն հավանականությամբ, դուրս կգան Ծիր Կաթինի շրջակայքից:

Աստղային համակարգեր և անկախ մոլորակներ

Հարցը Ծիր Կաթինի չափի մասին հարց է, թե ընդհանուր առմամբ որքան մեծ են գալակտիկաները: Ե՛վ գրավիտացիոն միկրոոսպնյակների, և՛ մոլորակների տարանցման դիտարկումները ցույց են տալիս, որ աստղազարդ մոլորակները առնվազն նույնքան են, որքան աստղերը Ծիր Կաթինում: Եվ միկրոոսպնյակային չափումները ցույց են տալիս, որ կան ավելի շատ անկախ մոլորակներ, որոնք կապված չեն հյուրընկալող աստղերին, քան իրենք՝ աստղերը: Ըստ Meilin Way-ի, յուրաքանչյուր աստղի համար կա առնվազն մեկ մոլորակ, ինչը հանգեցնում է մոտ 100-400 միլիարդի:

Մեր գալակտիկայի կառուցվածքն ու չափերը հասկանալու համար գիտնականները հաճախ նման զանազան վերլուծություններ են անցկացնում՝ անընդհատ թարմացնելով և վերանայելով հնացած տվյալները: Օրինակ, 2013 թվականի հունվարին Kepler-ի տվյալների մեկ այլ վերլուծություն ցույց տվեց, որ Ծիր Կաթինում կա առնվազն 17 միլիարդ Երկրի չափ էկզոմոլորակ: 2013 թվականի նոյեմբերի 4-ին աստղագետները, հիմնվելով Kepler տիեզերական առաքելության տվյալների վրա, զեկուցեցին, որ Ծիր Կաթինի տարածաշրջանում Արեգակի համար հարմար աստղերի և կարմիր թզուկների սահմաններում մինչև 40Երկրի չափ միլիարդավոր մոլորակներ, այս գնահատված մոլորակներից 11 միլիարդը կարող են պտտվել արևի նման աստղերի շուրջ: 2016 թվականի ուսումնասիրության համաձայն՝ ամենամոտ նման մոլորակը կարող է լինել 4,2 լուսային տարի հեռավորության վրա: Երկրի նման մոլորակները կարող են ավելի շատ լինել, քան գազային հսկաները։ Բացի էկզոմոլորակներից, հայտնաբերվել են նաև «էկզոկոմետներ»՝ արեգակնային համակարգից դուրս, որոնք կարող են տարածված լինել Ծիր Կաթինում։ Աստղերի և գալակտիկաների չափերը կարող են տարբեր լինել։