gov-civil-vilareal.ptKus asub Päike Linnuteel?
>Ma saan meili. Enamasti on inimesed, kes esitavad Google'i küsimustele küsimuse või kaks (vihje vihje), ja mõnikord on see küsimus, mille vastamiseks pean natuke ringi kaevama. Mulle need meeldivad, sest see tähendab, et ma õpin midagi õppima.
Sel juhul, halb lugeja Joshua Brown, oli tegemist Päikese asukohaga galaktikas. Mitte see, kui kaugel oleme keskusest, mida me praegu üsna hästi teame (umbes 26 700 valgusaastat), vaid see, kui kaugel me oleme kesktasand galaktikast. Meie Linnutee galaktika on lame ketas umbes 100 000 valgusaasta ulatuses, kuid see on ka umbes 2000 valgusaasta paksune. Tegelikku paksust on raske määratleda, kuna tähed tuhmuvad kettalt üles (või alla) minnes, nagu Maa atmosfäär hõreneb kõrguse suurendamisel. Samuti, kui paks see on, sõltub sellest, mida mõõdate!
Kogu taeva infrapunapilt galaktikast kaardistati ümber nii, et galaktika lame ketas jookseb otse läbi keskpunkti ja keskus on galaktiline keskus. Oleme galaktika sees, nii et see pilt on nagu tagasivaade galaktika keskpunkti poole, ketas ulatub selja taha. Galaktiline põhi on üleval ja kesktasapind lõikab täpselt ketta poole. Krediit: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF
Galaktikas on tegelikult kaks ketast: a paks ketas ja a õhuke ketas , kusjuures õhuke ketas on paksu keset. Kujutage ette, et galaktika on kahekihiline kook, mille kihtide vahel on härmatis. Härmatis on õhuke ketas ja koogikäsn on paks. Kui kaks käsnakihti on täpselt sama kõrgused, lõikaks galaktika keskplaat horisontaalselt täpselt läbi nendevahelise härmatisekihi keskpunkti. Et anda teile mastaabitunnet, kui kook on 10 cm kõrge (paksu ketta paksus ülalt alla), siis Linnuteega skaleerimiseks oleks kook ise 5 meetri läbimõõduga ring! See on väga lai, lame kook. Keset õhukest ketast kujutav härmatisekiht oleks umbes 4 cm paksune, mis on paks härmatisekiht!).
Samuti oleks selles skaalas Päike keskusest 1,3 meetri kaugusel, umbes keskelt servani.
Aga kus see on vertikaalselt koogi sisse? Kas selle härmatisekihi keskel või natuke üles või alla?
Linnutee uusim kaart on näidatud kunstniku esituses. Päike asub otse galaktikakeskuse all, Orioni oja lähedal. Scutum-Centaurus käed pühkivad paremale ja kõrgemale, minnes keskelt tahapoole. Täheldatud maser asub peaaegu otse Päikese vastas keskusest S-C käes, 65 000 valgusaasta kaugusel. Krediit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)
Seda arvu on olnud raske kindlaks teha. Kuid 2016. aastal uurisid paar astronoomi galaktika orientatsiooni kosmoses. Kui see on lame ketas, siis selle ketta telg osutab kindlale kohale taevas. Nende eesmärk oli leida see koht , kuid kõrvalsaadusena said nad ka mõõdu Päikese nihkest kesktasandilt. Nende tulemus on see, et asume sellest lennukist põhja pool (kus 'põhi' on umbes 55 valgusaasta kaugusel) galaktiline põhi , mis asub Coma Berenicesi tähtkujus). Nende hinnangul on siiski suur ebakindlus umbes 16 valgusaasta kohta, kuid isegi sellega oleme kindlasti kesktasandist põhja pool.
Nad mõõtsid seda, mõõtes tegelikult suunaga galaktika põhjapoolusele! Nad kasutasid ketta, objektide või objektirühmade jaoks hunnikut erinevaid „märgistajaid”, mis jälgivad Linnutee ketta kuju. Seejärel vaatavad nad nende objektide jaotust kettal, võimaldades sellel määrata galaktika tasapinna. Kui see on olemas, saavad nad selle tasapinna pooluse leidmiseks rakendada teatud geomeetriat (mõelge sellele kui tasapinna suunale).
Nad teevad seda kahel viisil: üks on 'piiranguteta', kus nad lihtsalt kasutavad neid märgistusi geomeetria saamiseks. Teine võimalus on 'piiratud', kus nad sunnivad galaktika keskpunkti asuma meie keskse supermassiivse musta augu Sgr A* asukohana. Need kaks meetodit annavad veidi erinevaid vastuseid, mida nad omistavad sellele, et Päike ei asu täpselt ketta tasapinna keskel. Kui nad seda arvestavad, saavad nad 55 valgusaasta numbri.
Skeem Päikese teest ümber Linnutee, kui see liigub galaktikatasandilt üles ja alla mitukümmend valgusaastat. Vertikaalse liikumise ulatus on tugevalt liialdatud. Krediit: Chris Setter / Phil Plait
Lahe. Muide, Päike tiirleb ümber galaktika keskpunkti (nn galaktiline aasta ja mõnikord kosmiline aasta ) iga paarisaja miljoni Maa aasta järel , kuid samal ajal lööb see ketta suhtes üles ja alla! Kui see asub ketta kesktasapinnast kõrgemal, tõmbab miljardite kombineeritud tähtede raskusjõud selle alla, nii et see langeb tagasi, läbib kesktasandit, langeb seejärel kümnete valgusaastate all ketta alla, mis seejärel selle üles tõmbab ja protsess kordub. Praegu oleme ikka teel üles . Tsükli läbimiseks kulub umbes 60 miljonit aastat.
Niisiis, näed! Ma teadsin, et me pole täpselt kesktasandil, kuid ma ei teadnud, kui palju me olime väljas või kuidas seda mõõdeti. Nüüd ma teen. Loodetavasti nüüd ka teie.
Minu tänu Joshua Samuel Brown ( @josambro Twitteris) küsimuse esitamise eest!
Parandus (2. oktoober 2019): Õhukeste ja paksude ketaste paksuste saamine on pisut keeruline; algselt kasutatud numbrid olid liiga väikesed. Swinburne'i astronoomia veebikursus loetleb need skaalakõrgusteks vastavalt 400 ja 1000 valgusaastat, mis kõlavad minu jaoks täpselt. 'Skaala kõrgused' Siin saab avada terve ussipurgi, kuid kui teil on midagi, mis muutub õhemaks või vähem tihedaks (näiteks Maa atmosfäär), siis skaala kõrgus on koht, kus selle tihedus langeb 1/e, kus e on loodusliku logaritmi alus, umbes 2,7. Nii et jah, see on natuke keeruline. Nii et kook on analoogia, kuid see on kindel, nii et see ei tööta kohutavalt hästi, kui uurite üksikasju (mis kehtib kõigi analoogiate kohta). Punkt: paks ketas on paksem kui õhuke ketas ja kook on mõlemaga võrreldes tõesti lai!
