Mléčná dráha je galaxie, ve které se země nachází. Součástí je viditelný za jasné noci ze Země, jako silná skupina hvězd táhnoucí se napříč oblohou. Vidíme tisíce těchto hvězd pouhým okem a mnoho dalších v dalekohledu. Ale kolik hvězd je v Mléčné dráze?
“ je překvapivě obtížné odpovědět na otázku. Nemůžete jen tak sedět a počítat hvězdy, obecně, v galaxii, “ řekl David Kornreich, odborný asistent na Ithaca College v New Yorku., Byl zakladatelem služby „zeptejte se astronoma“ na Cornellově univerzitě.
Dokonce i v Galaxii v Andromedě — což je světlé, velké a relativně blízko Země, na 2,3 milionu světelných let daleko — jen největší hvězdy a několik proměnných hvězd (zejména Cefeidy proměnné) jsou dostatečně jasné, aby zářit v teleskopy z této vzdálenosti. Hvězda velikosti Slunce by pro nás byla příliš obtížná. Astronomové tedy odhadují pomocí některých níže uvedených technik.,
Mléčná dráha je struktura
Z pozorování, astronomové vědí, že Mléčná dráha je spirální galaxie s příčkou, která je asi 100 000 světelných let. Pohled mimo galaxii by odhalil centrální bouli obklopenou čtyřmi rameny, dvěma hlavními a dvěma menšími. Hlavní paže Mléčné dráhy jsou známé jako Perseus a Střelec. Slunce se nachází v jedné ze dvou menších Ostroh, která se nazývá Orion rameno.
galaxie má také kolem sebe obrovský halo s horkým plynem, který má v průměru několik stovek tisíc světelných let., Astronomové odhadují, že halo je stejně masivní jako všechny hvězdy v Mléčné dráze. Mnoho hvězd Mléčné dráhy je však těžké vidět. Je to proto, že střed galaxie má galaktickou bouli plnou hvězd, plynu a prachu — stejně jako supermasivní černou díru. Tato oblast je tak silná s materiálem, že ani výkonné dalekohledy ji nemohou vidět. Astronomové si nejsou jisti, kdy a jak se boule vytvořila; někteří naznačují, že raná historie Mléčné dráhy byla změněna, když se galaxie srazila s jinou.,
Astronomové si myslel, že všechny hvězdy ve vesmíru byly umístěny uvnitř Mléčné dráhy, ale to se změnilo v roce 1920. Astronom Edwin Hubble hvězdy zvané Cefeidy proměnné pro měření vzdáleností na obloze. Odtud se astronomové dozvěděli, že ve vesmíru jsou celé galaxie oddělené od Mléčné dráhy.
masivní vyšetřování
primární způsob, jakým astronomové odhadují hvězdy v galaxii, je určení hmotnosti galaxie., Hmotnost se odhaduje při pohledu na to, jak se galaxie otáčí, stejně jako její spektrum pomocí spektroskopie.
všechny galaxie se od sebe vzdalují a jejich světlo je posunuto na červený konec spektra, protože to táhne vlnové délky světla. Toto se nazývá “ redshift.“V rotující galaxii však bude část, která je více „blueshifted“, protože tato část se mírně pohybuje směrem k zemi. Astronomové musí také vědět, jaký je sklon nebo orientace galaxie, než provedou odhad, což je někdy prostě „vzdělaný odhad“, řekl Kornreich.,
technika zvaná „spektroskopie s dlouhou štěrbinou“ je nejlepší pro provedení tohoto typu práce. Zde je protáhlý objekt, jako je galaxie, prohlížen protáhlou štěrbinou a světlo je lomeno pomocí zařízení, jako je hranol. To vypukne barvy hvězd do barev duhy.
některé z těchto barev budou chybět a zobrazí stejné „vzory“ chybějících částí jako určité prvky periodické tabulky. To umožňuje astronomům zjistit, jaké prvky jsou ve hvězdách. Každý typ hvězdy má jedinečný chemický otisk prstu, který by se objevil v dalekohledech., (To je základ obafgkm sekvence astronomové používají k rozlišení mezi typy hvězd.)
jakýkoli druh dalekohledu může provádět tento druh spektroskopické práce. Kornreich často používá 200-cm dalekohled v Observatoři Palomar v California Institute of Technology, ale dodal, že téměř jakýkoliv dalekohled, dostatečné velikosti by byl adekvátní.
ideální by bylo pomocí dalekohledu na oběžné dráze, protože rozptyl se vyskytuje v Zemské atmosféře od světelného znečištění a také z přírodní události — dokonce i něco tak jednoduchého, jako západ slunce., Hubbleův vesmírný dalekohled je jednou observatoří známou pro tento druh práce, dodal Kornreich. Nástupce observatoř názvem James Webb Space Telescope, se očekává, že zahájí v roce 2020. Výzvou však je, že Hubble je dalekohled s vysokou poptávkou-a totéž se očekává od Webb po jeho spuštění. Takže observatoře nemohou trávit veškerý svůj čas odhadováním hmotnosti galaxie.
kolik hmotnosti jsou hvězdy?
mezi různými galaxiemi stejné hmotnosti by mohly existovat odchylky, pokud jde o typy hvězd a celkovou hmotnost., Kornreich varoval, to by bylo velmi těžké mluvit obecně, ale řekl, že jeden rozdíl by mohl být při pohledu na eliptické galaxie vs. spirální galaxie, jako je naše vlastní Mléčná dráha. Eliptické galaxie mají tendenci mít více hvězd Červeného trpaslíka typu K A M než spirální galaxie. Protože eliptické galaxie jsou starší, budou mít méně plynu, protože to bylo během jejich vývoje odfouknuto.
jakmile je určena hmotnost galaxie, druhá ošemetná věc je zjistit, kolik z této hmoty je vyrobeno z hvězd., Většina hmoty bude tvořena temnou hmotou, typem hmoty, která nevydává žádné světlo, ale o které se předpokládá, že tvoří většinu hmoty vesmíru.
“ musíte modelovat galaxii a zjistit, zda můžete pochopit, jaké je procento této hmotnosti hvězd,“ řekl Kornreich. „V typické galaxii, pokud změříte její hmotnost pohledem na křivku rotace, asi 90 procent z toho je tmavá hmota.,“
s velkou částí zbývajících“ věcí “ v galaxii tvořených difúzním plynem a prachem Kornreich odhadl, že asi 3 procenta hmotnosti galaxie budou tvořeny hvězdami, ale to se může lišit. Dále, velikost hvězdy, sám se může značně lišit od něco, co je velikost našeho slunce, aby něco mnohokrát menší nebo větší.Počet hvězd je přibližně …
takže existuje nějaký způsob, jak zjistit, kolik hvězd je jisté? Nakonec jde o odhad., V jednom výpočtu má Mléčná dráha hmotnost asi 100 miliard solárních hmot, takže je nejjednodušší přeložit to na 100 miliard hvězd. To odpovídá hvězdám, které by byly větší nebo menší než naše Slunce, a průměry je ven. Hmotnost je však těžké vypočítat-jiné odhady uvádějí, že galaxie má hmotnost mezi 400 miliardami a 700 miliardami solárních hmot. mise Gaia Evropské kosmické agentury mapuje umístění přibližně 1 miliardy hvězd v Mléčné dráze., ESA říká, že Gaia zmapuje 1 procento hvězdného obsahu v Mléčné dráze, což odhaduje odhad celkových hvězd v naší galaxii na 100 miliard. Gaia si klade za cíl vytvořit vůbec nejlepší trojrozměrnou mapu Mléčné dráhy.
námitka, řekl Kornreich, je, že tato čísla jsou aproximace. Pokročilejší modely mohou aproximace přesnější, ale bylo by velmi obtížné spočítat hvězdy, jeden po druhém, a říct s jistotou, kolik je v galaxii.