gov-civil-vilareal.ptКолика је маса Млечног пута?
>Чудна ствар у астрономији је та што је једна од најтежих ствари у читавом Универзуму за разумевање галаксија Млечни пут.
То је као да знате много о свом крају, оближњем граду, па чак и о својој држави, али не знате много о својој кући.
Да будемо поштени, то је као да покушавате да разумете своју кућу, али не смете да напустите ормар. Налазимо се у Млечном путу, заглављени отприлике на пола пута од центра, и све што научимо о њему учимо управо овде. Добра вест је да смо ми људи заиста, заиста паметни.
Ми смо измислили телескопе! Смислили смо како да посматрамо галаксију на различите начине и сазнали смо да је то равни диск са спиралним краковима, који окружује избочену сферу звезда, окружујући језгро са огромном великом црном рупом у центру. Ту је и ореол звезда који окружује целу ствар. Чак имамо пристојне бројке о томе колико је свака компонента велика, па чак и масу већине.
Већина ... али не све . Диск, испупчење и језгро су направљени од онога што називамо нормалном материјом, атома и електрона, протона и неутрона и сличних ствари. Током година успели смо да одредимо масу ових компоненти, углавном зато што их можемо видети и измерити.
Али тај ореол је проблем. Има и нормалне материје у себи, углавном у облику звезда, али чињеница је да већину чине Тамна материја , ствари које не можемо видети и можемо само да закључујемо.
Добра вест је да је тамна материја још увек материја, а то значи да јесте маса , и то значи да има гравитацију. А то значи (можда овде добивам превише, што значи дубоко, али то је последње) можемо одредити његову масу по томе како њена гравитација утиче на друге ствари у њој.
И унутар ореола постоје ствари које можемо видети, наиме глобуларна јата. Комбиновањем података са свемирског телескопа Хуббле са новим мерењима помоћу феноменалне опсерваторије Гаиа, астрономи су сада схватили масу ореола Млечног пута : 1,54 је трилиона пута маса Сунца.
То је много. То је велика галаксија! Али забава је ту како су ово урадили .
Најновија мапа Млечног пута приказана је у приказу уметника. Сунце се налази непосредно испод галактичког центра, у близини Орионове оструге. Руке Сцутум-Центаурус излазе десно и горе, идући од центра до крајње стране. Посматрани масер је скоро директно насупрот Сунца из центра у краку С-Ц, удаљен 65.000 светлосних година. Кредит: НАСА/ЈПЛ-Цалтецх/Р. Повреда (ССЦ/Цалтецх)
ивица седамнаест филмске критике
Пример: У нашем Сунчевом систему, огромна маса је Сунце. Ако мерите колико брзо планета кружи око Сунца, у комбинацији са њеном удаљеношћу, можете одредити масу Сунца (јер је орбитална брзина планете одређена гравитацијом Сунца, која зависи од његове масе).
Компликованије је за галаксију, где је маса раширенија, али принцип је исти. Исак Њутн је показао да је гравитација коју осећате од објекта укупна маса између ти и то. Није важно да ли је Сунце мала тачка или испуњава орбиту планете, гравитација коју планета осећа је иста. Само је масовна унутрашњост орбите планете важна.
То важи и за Млечни пут. Ако желите да добијете масу Млечног пута, морате да уочите неки веома удаљени објекат у орбити, па измерите његову брзину око галаксије да бисте израчунали сву галактичку масу унутар њене орбите. Ово је прилично тешко, јер објекат удаљен десетинама хиљада светлосних година може да вришти кроз свемир, али је толико далеко да је привидно кретање мало.
Али: Имамо заиста добре телескопе. И то кретање се понекад може измерити.
Спектакуларно кугласто јато НГЦ 1466. Заслуге: ЕСА / Хуббле & НАСА
Ентер глобуларна јата . Ово су збирке стотина хиљада или милиона звезда које држи заједно својом гравитацијом, а изгледају као светлуцаве пчеле које круже око кошнице. Млечни пут има најмање 157 ових јата, а све круже око галактичког центра. Многи су у близини, па им нема много користи у добијању масе галаксије (што је удаљенија, то је више затворена орбитом, па је то боље), али доста их је заиста јако далеко.
Опсерваторија Европске свемирске агенције Гаиа дизајнирана је да гледа преко милијарду звезда у нашој галаксији и утврди њихов положај, боје и кретање. Не дискриминише; гледа сваку звезду коју може, а многе од њих су у куглама. То значи да имамо кретање по небу многих од ових група. У комбинацији са пажљивим мерењима њихове светлости да добију своју Доплерову смену , то нам даје тродимензионалну брзину тих кластера!
Анимирана слика која приказује кретање лоптастог јата НГЦ 5466 (лево) виђена свемирским телескопом Хуббле током десет година. Крупни план (десно) приказује звезде које се крећу као група са много удаљенијим позадинским галаксијама које изгледају непокретно. Кредит: НАСА, ЕСА и С.Т. Сохн и Ј. ДеПаскуале (СТСцИ)
Астрономи који су извршили овај посао користили су 34 таква јата од 75 које је Гаиа измерила и која одговарају ономе што им је потребно, а налазили су се на удаљености од 6.500 до скоро 70.000 светлосних година од галактичког центра. То су урадили и са кластерима још удаљенијим (до скоро 130.000 светлосних година) које је мерио Хуббле. То им је додало још 16.
Успели су да добију све што им је потребно да би затим израчунали масу галаксије. Ипак, још увек није лако! На пример, унутрашња јата која је Гаиа видела била су бројнија, па су са њима добили бољу статистику, али нису довољно далеко да добију укупну масу галаксије; галактички ореол се протеже поред њих и не могу мерити њихову масу с њима. Хуббле кластери су помогли, али их је било мање, па су статистике биле мало ређе (иако су добили различите процене укупне масе користећи две различите популације кластера, два броја су била у међусобној статистичкој несигурности, што значи да су статистички се не разликују).
Симулација галаксије Млечни пут окружена глобуларним кластерима, користећи стварне податке о положају. Кредит: ЕСА / Хуббле, НАСА, Л. Роад, М.Кормессер
На крају су морали екстраполирати ове гроздове с обзиром на оно што знамо о облику и величини ореола, али опет су бројке које су добили биле досљедне. Да будемо поштени, добили су 1,54 трилиона пута већу масу Сунца, са неизвесношћу од +0,75 билиона и -0,44 трилиона ... тако да би то могло бити било шта између 0,79 и 2,29 билиона.
Ово ставља Млечни пут међу велике галаксије у Универзуму (које смо познавали). Многи су већи, али већина је много мања.
Па зашто то учинити? Да ли је важно колика је наша укупна маса?
Григори Грабовој бројчани кодови пдф
Да! На пример, маса наше галаксије је важна за разумевање сателита који круже око ње. Постоје неки аргументи у вези понашања два највећа, Великог и Малог Магелановог облака. Хоће ли се на крају сударити? Да ли они заиста круже око нас или само пролазе? Наша маса игра улогу у томе.
Илустрација олупине космичког воза: судар галаксије Млечни пут/Андромеда, четири милијарде година од сада. Кредит: НАСА, ЕСА, З. Леваи и Р. ван дер Марел (СТСцИ), Т. Халлас и А. Меллингер
На крају ће се галаксија Андромеда сударити са нама ( за око 4,6 милијарди година ). Како ће се то догодити у великој мери зависи од наше масе. Масовно одређивање Млечног пута такође нам говори о структури наше галаксије, па чак и о томе како она игра у структури свемира већих размера. Такође нам говори, једноставно, да ли је наша галаксија типична? Да ли смо на неки начин слични другим галаксијама, у другима различити? Ми користимо наше локално окружење као шаблон да схватимо шта се крије иза - било да је то наша кућа у суседству стотина других или наша галаксија међу трилионима.
Мало је парохијално, наравно, али је добро место за почетак. И као што смо увек изнова откривали, Универзум има начин да прилагоди наш почетни поглед, умањи наше предрасуде и ојача наше уважавање различитости у космосу.
Увек сам осећао да је то, упркос хладном и небрижљивом држању Универзума у целини, дубока лекција коју могу да искористим у свом животу. Можда и ти можеш.
