Mælkevejen er den galakse, hvor jorden bor. En del af den er synlig på en klar nat fra jorden, som et tykt bånd af stjerner, der strækker sig over himlen. Vi kan se tusinder af disse stjerner med det blotte øje og mange flere i et teleskop. Men hvor mange stjerner er der i Mælkevejen?
“det er et overraskende vanskeligt spørgsmål at besvare. Du kan ikke bare sidde og tælle stjerner generelt i en galakse,” sagde David Kornreich, adjunkt ved Ithaca College i Ne.York., Han var grundlæggeren af tjenesten” Spørg en astronom ” ved Cornell University.
Selv i Andromeda-Galaksen, der er lyse, store og forholdsvis tæt ved Jorden, på 2,3 millioner lysår væk — kun de største stjerner og et par variable stjerner (især Cepheide-variable) er lyse nok til at skinne i teleskoper fra denne afstand. En stjerne i solstørrelse ville være for vanskelig for os at se. Så astronomer estimerer ved hjælp af nogle af nedenstående teknikker.,
Mælkevejens struktur
fra observationer ved astronomer, at Mælkevejen er en spærret spiralgalakse, der er omkring 100.000 lysår på tværs. En udsigt uden for galaksen ville afsløre en central bule omgivet af fire arme, to store og to mindre. Mælkevejens store arme er kendt som Perseus og Skytten. Solen er placeret i en af to mindre sporer, som kaldes Orion-armen.
galaksen har også en enorm glorie med varm gas omkring sig, der er flere hundrede tusinder af lysår i diameter., Astronomer estimerer, at haloen er lige så massiv som alle stjernerne i Mælkevejen. Mange af Mælkevejens stjerner er dog svære at se. Det skyldes, at galaksens centrum har en galaktisk bule fyldt med stjerner, gas og støv — samt et supermassivt sort hul. Dette område er så tykt med materiale, at selv kraftige teleskoper ikke kan se igennem det. Astronomer er ikke sikre på, hvornår og hvordan bulen dannede sig; nogle antyder, at Mælkevejens tidlige historie blev ændret, da galaksen kolliderede med en anden.,
Astronomer, der anvendes til at tro, at alle stjernerne i universet, der var placeret inde i Mælkevejen, men det ændrede sig i 1920’erne. Astronom Edwin Hubble, der anvendes en stjerne kaldes en Cepheide-variabel til at måle afstande på himlen. Derfra lærte astronomer, at der var hele galakser i universet adskilt fra Mælkevejen.
massiv undersøgelse
den primære måde astronomer estimerer stjerner i en galakse på er ved at bestemme galaksens masse., Massen estimeres ved at se på, hvordan galaksen roterer, såvel som dens spektrum ved hjælp af spektroskopi.
alle galakser bevæger sig væk fra hinanden, og deres lys forskydes til den røde ende af spektret, fordi dette strækker lysets bølgelængder ud. Dette kaldes ” redshift.”I en roterende galakse vil der imidlertid være en del, der er mere “blueshifted”, fordi den del bevæger sig lidt mod Jorden. Astronomer skal også vide, hvad hældningen eller orienteringen af galaksen er, før de foretager et skøn, hvilket undertiden blot er et “uddannet gæt,” sagde Kornreich.,
en teknik kaldet “langspaltespektroskopi” er bedst til at udføre denne type arbejde. Her ses en langstrakt genstand som en galakse gennem en langstrakt spalte, og lyset brydes ved hjælp af en enhed som et prisme. Dette bryder stjernens farver ud i regnbuens farver.
nogle af disse farver mangler og viser de samme “mønstre” af manglende dele som visse elementer i det periodiske bord. Dette lader astronomer finde ud af, hvilke elementer der er i stjernerne. Hver type stjerne har et unikt kemisk fingeraftryk, der ville dukke op i teleskoper., (Dette er grundlaget for OBAFGKM-sekvensen, som astronomer bruger til at skelne mellem typer stjerner.)
enhver form for teleskop kan gøre denne form for spektroskopi arbejde. Kornreich bruger ofte 200-tommers teleskopet ved Palomar Observatory ved California Institute of Technology, men han tilføjede, at næsten ethvert teleskop af tilstrækkelig størrelse ville være tilstrækkeligt.
Det ideelle ville være at bruge et teleskop i kredsløb, fordi spredning forekommer i Jordens atmosfære fra lysforurening og også fra naturlige begivenheder — selv noget så simpelt som en solnedgang., Hubble-Rumteleskopet er et observatorium kendt for denne slags arbejde, tilføjede Kornreich. Et efterfølgerobservatorium kaldet James Spaceebb Space Telescope forventes at blive lanceret i 2020. Udfordringen er imidlertid, at Hubble er et teleskop i høj efterspørgsel – og det samme forventes af .ebb efter lanceringen. Så observatorierne kan ikke bruge al deres tid på at estimere galaksemasse.
hvor meget af massen er stjerner?
mellem forskellige galakser af samme masse kan der være afvigelser med hensyn til stjernetyperne og den samlede masse., Kornreich advarede om, at dette ville være meget svært at tale om generelt, men sagde, at en forskel kunne se på elliptiske galakser vs. spiralgalakser som vores egen, Mælkevejen. Elliptiske galakser har tendens til at have flere k – og M-type røde dværgstjerner end spiralgalakser. Fordi elliptiske galakser er ældre, vil de have mindre gas, fordi det blev blæst væk under deres udvikling.
Når en galakses masse er bestemt, er den anden vanskelige ting at finde ud af, hvor meget af den masse der er lavet af stjerner., Det meste af massen vil bestå af mørkt stof, en type stof, der ikke udsender lys, men som antages at udgøre det meste af universets masse.
“du er nødt til at modellere galaksen og se, om du kan forstå, hvad procentdelen af denne masse af stjerner er,” sagde Kornreich. “I en typisk galakse, hvis du måler dens masse ved at se på rotationskurven, er omkring 90 procent af det mørkt stof.,”
Med meget af den resterende “ting” i galaksen består af diffus gas og støv, Kornreich anslået, at omkring 3 procent af galaksens masse, der består af stjerner, men det kan variere. Endvidere kan størrelsen af stjernerne selv i høj grad variere fra noget, der er størrelsen af vores sol, til noget snesevis af gange mindre eller større.Antallet af stjerner er ca. …
så er der nogen måde at finde ud af, hvor mange stjerner der er sikkert? I sidste ende kommer det til et skøn., I en beregning har Mælkevejen en masse på omkring 100 milliarder solmasser, så det er nemmest at oversætte det til 100 milliarder stjerner. Dette tegner sig for de stjerner, der ville være større eller mindre end vores sol, og gennemsnit dem ud. Massen er dog svær at beregne — andre skøn har sagt, at galaksen har en masse på mellem 400 milliarder og 700 milliarder solmasser.
Det Europæiske Rumagenturs Gaia-mission kortlægger placeringen af cirka 1 milliard stjerner i Mælkevejen., ESA siger, at Gaia vil kortlægge 1 procent af stjerneindholdet i Mælkevejen, hvilket sætter estimatet af de samlede stjerner i vores galakse til 100 milliarder. Gaias mål er at lave det bedste nogensinde tredimensionelle kort over Mælkevejen.
advarslen, Kornreich sagde, er, at disse tal er tilnærmelser. Mere avancerede modeller kan gøre tilnærmelsen mere præcis, men det ville være meget vanskeligt at tælle Stjernerne en efter en og fortælle dig med sikkerhed, hvor mange der er i galaksen.