Hur vet vi Vintergatan är en spiralgalax?

Anonim

För människor är åtgärden att bestämma formen av Vintergatan galaxen likvärdig med en mikrobe som bestämmer jordens form. Vi är oförmögna att uppnå en lämplig utsiktspunkt för att urskilja den, för det ligger naturligtvis utanför galaxen. Att undersöka en galax från dess yttre avslöjar oss med sin topografi i hela sin voluminösa helhet.

Edward Hubble, förmodligen den mest lovordade av astronomer, sänkte ned galaxernas struktur i fyra grundläggande former: spiral, elliptisk, linsformad eller linsformad och oregelbunden. Trots att vi modellerar flera av våra närliggande hus genom att granska dem bakom våra fönster, är det vår egen lägenhet som vi inte lyckats spåra.

Även om vi inte har kartlagt hela Vintergatan galaxen för att bevisa det, har vi några ledtrådar som uttryckligen föreslår att den formas i spiraler, som frön av en solros. Den efterföljande upptäckten av varje ledtråd har ytterligare cementerat vårt påstående om Vetstensgalaxens form.

Det är emellertid absolut nödvändigt att notera att fröerna faktiskt beställs i två spiraler, båda vrider i motsatta riktningar. Vintergatan spiral antar en av dessa spiraler. (Foto Kredit: Remi Jouan / Wikimedia Commons)

En Disk av Stjärnor

Lasern pekar på buken i mitten. (Foto kredit: en.wikipedia.org)

Ursprungligen gjorde detta mig otroligt; Jag verkar hitta stjärnor när jag vänder mig. Skivan blir dock klart synlig om du kartlägger himlen från hundratals olika platser. Under 20-talet gjorde astronomen Jacobus Kapteyn, med hjälp av flera andra astronomer, samma från mer än 600 olika platser. Tillsammans fotograferade de himlen för att skapa en hög precision panorama av Vintergatan galaxen.

Den båge där stjärnorna är koncentrerade är tydligt synlig på Jacobus 'karta. Nu har astronomerna minskat bågens vinkel till 15 grader. Disken är också iögonfallande i bilderna som klickades under 2MASS-undersökningen som fotograferade galaxen i infrarött ljus.

(vänster) Bågen är tydligt synlig i Jacobus 'karta. Den lilla cirkeln till höger om noll representerar solens läge. (höger) skivan bekräftad av 2MASS-undersökningen. (Foto Credit: University of Massachusetts & Center / Kalifornien Tekniska Högskolan / Wikimedia Commons & Education.psu.edu)

Om galaxen formades annorlunda skulle stämningen av stjärnor också ha varit drastiskt annorlunda. Till exempel, om Vintergatan var sfäriskt, skulle stjärnorna och deras glöd ha spridits över hela himlen, inte begränsat till en kolumn. Om dess form var elliptisk, så att vi skulle vara antingen under eller över planet skulle himlen ha delats på ett sätt där en sida skulle vara ljusare än den andra.

Rotationshastigheter

De röda prickarna representerar nyfödda stjärnor. Man kan observera hur de beställs i spiraler. (Foto Kredit: NASA.gov)

När astronomer placerade dessa fläckar fann de att stjärnorna är koncentrerade i spiralande grenar som sticker ut från en bländande ljusstyrka i mitten. Vi hänvisar till dessa spiraler som "armarna" av en spiralgalax. 75 år av forskning som involverade radio, infraröd och jämn röntgen-teleskop verifierade deras existens och fann att de spirande molnen sträcker sig över 100 000 ljusår (diskens diameter) och är 1000 ljusår tjocka (skivans tjocklek). På denna överdådiga skiva ligger vårt milda solsystem på armens inre kant cirka 25 000 ljusår från mitten.

Vad Jacobus startade kommer att slutföras av Gaia-satelliten. Våra råa kartor kan snart krympas och slås in i ett kasserat bin, för satelliten är på väg att konstruera den största och mest exakta kartan över stjärnor i vår galax. Det strävar efter att kartlägga de approximerade 1 miljard stjärnorna, planetstoftet och varje himmelsk enhet i detalj som ännu inte uppnåtts.

Efter upptäckten av galaxens armar var det en långvarig debatt om huruvida spiralen består av fyra eller två av dem. Detta avgjordes av NASAs WISE när det bekräftade förekomsten av fyra armar, som vi heter Norma och Cygnus, Skytten, Scutum-Crux och Perseus. Galaxen är inte bara en spiral utan en spärrad spiral - spiralerna kommer inte ut från en cirkulär punkt, som en liljs kronblad, utan snarare från de två kortare sidorna av en rektangulär stång som ligger i mitten av galaxen.

Vintergatan galaxen är en spärrad spiral med fyra armar. (Foto Kredit: NASA / JPL-Caltech / ESO / R. Hurt / Wikimedia Commons)

Andtestet

Melkvägsgalaxen och Messier 81 galaxen är båda spiralgalaxier. Kredit: Kredit: NASA.gov)

Men för dem som ännu inte är övertygade, är en annan - och den mest lukrativa - metoden att driva en satellit med ljusets hastighet utanför galaxen. Satelliten kunde klicka på en härlig bild av Vintergatan galaxen som lurar i mörkret som äntligen skulle övertyga skeptikerna om dess spiralvisage.

Tyvärr skulle inte bara satelliten ta 10 000 år att lämna galaxen, men efter att bilden klickat, skulle det också ta ytterligare 10 000 år att nå oss. Så, om du trodde att försenad service på restauranger gjorde dig upprörd, så är ditt tålamod satt till ett riktigt test här.