PROČ NEVIDíME STŘED MLéČNé DRáHY?

Send

Po tisíciletí lidské bytosti zíraly na noční oblohu a stály v úžasu Mléčné dráhy. Dnes v této tradici pokračují hvězdáři a amatérští astronomové, protože vědí, že to, co jsou svědky, je ve skutečnosti sbírka stovek milionů hvězd a oblaků prachu, nemluvě o miliardách jiných světů.

Ale musíme si klást otázku, jestli můžeme vidět zářící skupinu Mléčné dráhy, proč nevidíme, co leží ve středu naší galaxie? Předpokládáme-li, že se díváme správným směrem, neměli bychom vidět pouhým okem tak velké, jasné boule hvězd? Znáte ten, myslím tím, že je na všech obrázcích!

Bohužel při zodpovězení této otázky je třeba provést řadu kontrol reality. Když je dost tma a podmínky jsou jasné, lze na noční obloze určitě rozeznat zaprášený kruh Mléčné dráhy. Stále však můžeme pouhým okem vidět na disk asi 6 000 světelných let a spoléhat se na viditelné spektrum. Zde je přehled toho, proč tomu tak je.

Velikost a struktura:

Zaprvé, samotná velikost naší galaxie stačí k tomu, aby pohltila mysl. NASA odhaduje, že Mléčná dráha má průměr 100 000 - 120 000 světelných let - ačkoli některé informace naznačují, že to může být až 150 000 - 180 000 světelných let. Od jednoho světelného roku je asi 9,5 x 10¹²km, činí průměr galaxie Mléčná dráha přibližně 9,5 x 10¹⁷ - 1,14 x 10¹⁸ km v průměru.

Abych to řekl laicky, že 950 quadrillion (590 quadrillion mil) na 1,14 quintillion km (7oo septendecillion mil). Odhaduje se, že Mléčná dráha obsahuje 100–400 miliard hvězd (i když to může být až jeden bilion) a může mít až 100 miliard planet.

Ve středu měří cca. Průměr 10 000 světelných let je pevně nabitá skupina hvězd známá jako „boule“. V samém středu této boule je intenzivní rádiový zdroj s názvem Střelec A *, což je pravděpodobně superhmotná černá díra, která obsahuje 4,1 miliónkrát větší množství Slunce.

V naší skromné Sluneční soustavě jsme od ní vzdáleni zhruba 28 000 světelných let. Stručně řečeno, tato oblast je prostě příliš daleko na to, abychom ji mohli vidět pouhým okem. Je zde však více než jen to…

Nízký jas povrchu:

Kromě toho, že se jedná o galaxii se spirálovitou bariérou, je Mléčná dráha známá jako galaxie s nízkým povrchovým jasem (LSB) - klasifikace, která se vztahuje na galaxie, kde jejich povrchový jas je při pohledu ze Země alespoň o jeden stupeň menší než okolní noční obloha. To v podstatě znamená, že nebe musí být tmavší než asi 20,2 magnitudy na čtvereční sekundu, aby mohla být vidět Mléčná dráha.

Díky tomu je Mléčná dráha obtížně vidět z jakéhokoli místa na Zemi, kde je běžné znečištění světlem - například z městských nebo příměstských oblastí - nebo když je faktorem rozptylující světlo z Měsíce. Ale i když jsou podmínky optimální, stále můžeme vidět pouhým okem tolik, z důvodů, které mají co do činění se vším, co leží mezi námi a galaktickým jádrem.

Prach a plyn:

I když to nemusí vypadat jako u náhodného pozorovatele, Mléčná dráha je plná prachu a plynu. Tato hmota je známá jako mezihvězdné médium, disk, který tvoří neuvěřitelných 10–15% světelné / viditelné hmoty v naší galaxii a zaplňuje dlouhé mezery mezi hvězdami. Tloušťka prachu odráží viditelné světlo (jak je vysvětleno zde), přičemž prachem prochází pouze infračervené světlo.

Díky tomu jsou infračervené dalekohledy, jako je Spitzerův kosmický dalekohled, nesmírně cennými nástroji při mapování a studiu galaxie, protože se může dívat skrz prach a opar, aby nám poskytly mimořádně jasné pohledy na to, co se děje v jádru galaxie a ve formování hvězd regiony. Při pohledu do vizuálního spektra však světlo ze Země a interferenční efekt prachu a plynu omezují, jak daleko můžeme vidět.

Omezená instrumentace:

Astronomové se na hvězdy dívali tisíce let. Teprve v poměrně nedávné době však věděli, na co se dívají. Například ve své knize MeteorologicaAristoteles (384–322 př.nl) napsal, že řeckí filozofové Anaxagoras (ca. 500–428 BCE) a Democritus (460–370 BCE) navrhli, aby se Mléčná dráha skládala ze vzdálených hvězd.

Samotný Aristoteles však věřil, že Mléčná dráha byla způsobena „zapálením ohnivé exhalace některých hvězd, které byly velké, početné a blízko sebe“ a že k tomuto zapálení dochází v horní části atmosféry. Stejně jako mnoho Aristotelových teorií by to zůstalo kánonem pro západní učence až do 16. a 17. století, kdy by se začala zakořenit moderní astronomie.

Mezitím v islámském světě mnoho středověkých učenců zaujalo odlišný názor. Například perský astronom Abu Rayhan al-Biruni (973–1048) navrhl, že Mléčná dráha je „sbírka nespočetných fragmentů povahy mlhavých hvězd“. Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292–1350) z Damašku podobně navrhl, že Mléčná dráha je „spousta malých hvězd zabalených do sféry pevných hvězd“ a že tyto hvězdy jsou větší než planety.

Ve své knize také tvrdil perský astronom Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) Tadhkira že: „Mléčná dráha, tj. Galaxie, je tvořena velmi velkým počtem malých, pevně seskupených hvězd, které se z důvodu své koncentrace a malé velikosti jeví jako zakalené skvrny. Z tohoto důvodu bylo přirovnáváno k mléku v barvě. “

Navzdory těmto teoretickým průlomům existoval až 1610, když Galileo Galilei otočil svůj dalekohled směrem k nebi, existoval důkaz, který tyto tvrzení zálohoval. S pomocí dalekohledů si astronomové poprvé uvědomili, že na obloze je mnoho, mnohem více hvězd než těch, které vidíme, a že všechny ty, které vidíme, jsou součástí Mléčné dráhy.

O více než století později vytvořil William Herschel první teoretický diagram toho, jak vypadala Mléčná dráha (1785). V něm popsal tvar Mléčné dráhy jako velkou sbírku hvězd podobnou mrakům a prohlásil, že sluneční soustava je blízko centra. Ačkoli byl chybný, byl to první pokus o hypotézu, jak vypadal náš vesmírný dvorek.

Teprve ve 20. století dokázali astronomové získat přesný obrázek o tom, jak vlastně vypadá naše Galaxie. To začalo astronomem Harlowem Shapelym měřit distribuci a umístění hvězdokup hvězdokup. Z toho určil, že střed Mléčné dráhy byl 28 000 světelných let od Země a že centrum bylo spíše boulí než plochou oblastí.

V roce 1923 astronom Edwin Hubble použil na Mt. největší dalekohled své doby. Wilsonova observatoř poblíž Pasadeny v Kalifornii, abychom pozorovali galaxie za našimi vlastními. Astronomové a vědci pozorovali, jak spirálové galaxie vypadají v celém vesmíru, a mohli tak získat představu o tom, jak vypadá náš vlastní.

Od té doby nám schopnost pozorovat naši galaxii pomocí různých vlnových délek (tj. Rádiových vln, infračervených paprsků, rentgenových paprsků, paprsků gama) a nejen viditelného spektra nám pomohla získat ještě lepší obraz. Kromě toho byl vývoj kosmických dalekohledů - jako Hubble, Spitzer, WISE a Kepler - nápomocný při umožňování pozorování, která nepodléhají rušení naší atmosférou nebo meteorologickými podmínkami.

Ale i přes naše nejlepší úsilí jsme stále omezeni kombinací překážek z hlediska perspektivy, velikosti a viditelnosti. Zatím jsou všechny obrázky, které zobrazují naši galaxii, buď interpretací umělce, nebo obrázky jiných spirálních galaxií. Až donedávna v naší historii bylo pro vědce velmi obtížné odhadnout, jak vypadá Mléčná dráha, hlavně proto, že jsme do ní zabudováni.

Abychom získali skutečný pohled na Galaxii Mléčná dráha, je třeba udělat několik věcí. Nejprve bychom potřebovali kameru, která by pracovala v prostoru a měla široké zorné pole (aka. Hubble, Spitzer atd.). Pak budeme muset letět s kamerou na místo, které je zhruba 100 000 světelných let nad Mléčnou dráhou a zaměřit ji zpět na Zemi. U naší současné technologie pohonu by to trvalo 2,2 miliardy let.

Naštěstí, jak již bylo uvedeno, mají astronomové několik dalších vlnových délek, které mohou použít k tomu, aby viděli do galaxie, a tyto dělají z galaxie viditelnější mnohem víc. Kromě toho, že vidíme více hvězd a více hvězdokup, můžeme vidět i více středu naší Galaxie, která zahrnuje superhmotnou černou díru, která byla teoreticky považována za existující.

Astronomové již nějakou dobu pojmenovali oblast oblohy, která je zakrytá Mléčnou dráhou - „Zóna vyhýbání se“. V dobách, kdy astronomové mohli provádět pouze vizuální pozorování, zabrala Zóna vyhýbání se asi 20% noční oblohy. Ale pozorováním v jiných vlnových délkách, jako jsou infračervené paprsky, rentgenové paprsky, gama paprsky a zejména rádiové vlny, mohou astronomové vidět všechny nebe asi 10% oblohy. Co je na druhé straně toho 10%, je většinou záhada.

Stručně řečeno, dochází k pokroku. Dokud však nemůžeme poslat loď mimo naši galaxii, která dokáže pořídit snímky a přenést je zpět k nám, vše v prostoru našich vlastních životů, budeme závislí na tom, co můžeme pozorovat zevnitř.

Máme mnoho zajímavých článků o Mléčné dráze zde ve Space Magazine. Zde je například Co je Mléčná dráha? A tady je článek o tom, proč se tomu říká Mléčná dráha, jak velký je, proč se točí a jaká je nejbližší galaxie.

A zde je 10 faktů o Mléčné dráze. A nezapomeňte se podívat do sekce Průvodce vesmírem na Mléčné dráze.

A nezapomeňte si prohlédnout rozhovor časopisu Space Magazine s Dr. Andrea Ghez, profesorkou astronomie na UCLA, mluvit o tom, co je ve středu naší Galaxie.