В течение тысячелетий люди смотрели на ночное небо и трепетали перед Млечным путем. Сегодня наблюдатели за звездами и астрономы-любители продолжают эту традицию, зная, что на самом деле они наблюдают за сотнями миллионов звезд и пылевых облаков, не говоря уже о миллиардах других миров.
Но нужно задаться вопросом: если мы можем видеть светящуюся полосу Млечного Пути, почему мы не можем видеть, что лежит к центру нашей галактики? Предполагая, что мы смотрим в правильном направлении, разве мы не можем увидеть эту большую яркую выпуклость звезд невооруженным глазом? Вы знаете, что я имею в виду, это на всех фотографиях!
К сожалению, отвечая на этот вопрос, необходимо сделать ряд проверок реальности. Когда это достаточно темно и условия ясны, пыльное кольцо Млечного Пути, безусловно, можно разглядеть в ночном небе. Тем не менее, мы все еще можем видеть не более 6000 световых лет в диске невооруженным глазом и полагаться на видимый спектр. Вот краткое изложение того, почему это так.
Размер и структура:
Прежде всего, огромного размера нашей галактики достаточно, чтобы поразить разум. По оценкам НАСА, диаметр Млечного пути составляет от 100 000 до 120 000 световых лет, хотя, по некоторым данным, его ширина может составлять от 150 000 до 180 000 световых лет. Так как один световой год составляет около 9,5 х 1012км, это делает диаметр галактики Млечный Путь примерно 9,5 х 1017 - 1,14 х 1018 км в диаметре.
Если говорить об этом с точки зрения непрофессионала, то это 950 квадриллионов (590 квадриллионов миль) и 1,14 квинтиллиона км (7 тысяч сепедендиллионов миль). По оценкам, Млечный путь содержит 100–400 миллиардов звезд (хотя это может достигать одного триллиона) и может иметь до 100 миллиардов планет.
В центре, измерения ок. Диаметр 10000 световых лет, плотно упакованная группа звезд, известная как «выпуклость». В самом центре этой выпуклости находится интенсивный радиоисточник по имени Стрелец A *, который, вероятно, представляет собой сверхмассивную черную дыру, которая в 4,1 миллиона раз больше массы нашего Солнца.
Мы в нашей скромной Солнечной системе на расстоянии около 28 000 световых лет от нее. Короче говоря, этот регион слишком далеко, чтобы мы могли его увидеть невооруженным глазом. Тем не менее, это нечто большее, чем просто ...
Низкая яркость поверхности:
В дополнение к галактике со спиральной полосой Млечный Путь - это то, что известно как галактика с низкой поверхностной яркостью (LSB) - классификация, которая относится к галактикам, у которых их поверхностная яркость, если смотреть с Земли, как минимум на одну величину ниже, чем окружающее ночное небо. По сути, это означает, что для того, чтобы увидеть Млечный путь, небо должно быть темнее, чем около 20,2 величины на квадратную угловую секунду.
Это затрудняет просмотр Млечного пути из любого места на Земле, где распространено световое загрязнение - например, в городских или пригородных районах - или когда фактор рассеянного света от Луны является фактором. Но даже когда условия оптимальны, невооруженным глазом мы видим лишь очень многое по причинам, которые во многом связаны со всем, что находится между нами и ядром галактики.
Пыль и газ:
Хотя это может показаться не случайным наблюдателем, Млечный Путь полон пыли и газа. Этот материал известен как межзвездная среда, диск, который составляет колоссальные 10-15% светящейся / видимой материи в нашей галактике и заполняет длинные промежутки между звездами. Толщина пыли отклоняет видимый свет (как объясняется здесь), оставляя только инфракрасный свет для прохождения через пыль.
Это делает инфракрасные телескопы, такие как Космический телескоп Spitzer, чрезвычайно ценными инструментами при картировании и изучении галактики, поскольку он может всматриваться в пыль и дымку, чтобы дать нам чрезвычайно четкие представления о том, что происходит в центре галактики и при формировании звезд регионы. Однако при взгляде в визуальный спектр свет от Земли и интерференционный эффект пыли и газа ограничивают то, как далеко мы можем видеть.
Ограниченные инструменты:
Астрономы смотрели на звезды тысячи лет назад. Однако только в сравнительно недавние времена они даже знали, на что смотрят. Например, в своей книге MeteorologicaАристотель (384–322 до н.э.) писал, что греческие философы Анаксагор (около 500–428 до н.э.) и Демокрит (460–370 до н.э.) предположили, что Млечный путь может состоять из далеких звезд.
Однако сам Аристотель полагал, что Млечный путь был вызван «зажиганием огненного выдоха некоторых звезд, которые были большими, многочисленными и близко друг к другу», и что эти воспламенения происходят в верхней части атмосферы. Как и многие теории Аристотеля, это будет оставаться каноническим для западных ученых до 16 и 17 веков, когда современная астрономия начнет пускать корни.
Между тем, в исламском мире многие средневековые ученые придерживались иной точки зрения. Например, персидский астроном Абу Райхан аль-Бируни (973–1048) предположил, что Млечный Путь - это «коллекция бесчисленных фрагментов природы туманных звезд». Ибн Кайим Аль-Джаузия (1292–1350) из Дамаска также предположил, что Млечный Путь является «множеством крошечных звезд, упакованных вместе в сфере неподвижных звезд», и что эти звезды больше планет.
Персидский астроном Насир аль-Дин ат-Туси (1201–1274) также утверждал в своей книге Tadhkira что: «Млечный Путь, то есть Галактика, состоит из очень большого числа маленьких, тесно сгруппированных звезд, которые из-за их концентрации и малости кажутся облачными пятнами. Из-за этого его сравнивали с цветом молока ».
Несмотря на эти теоретические прорывы, лишь в 1610 году, когда Галилей Галилей повернул свой телескоп к небесам, существовало доказательство, подтверждающее эти утверждения. С помощью телескопов астрономы впервые осознали, что на небе было намного больше звезд, чем мы видим, и что все те, которые мы видим, являются частью Млечного Пути.
Спустя столетие Уильям Гершель создал первую теоретическую диаграмму того, как выглядел Млечный путь (1785). В нем он описал форму Млечного Пути как большую, подобную облакам коллекцию звезд, и утверждал, что Солнечная система была близко к центру. Хотя это и было ошибкой, это была первая попытка предположить, как выглядел наш космический задний двор.
Только в 20-м веке астрономы смогли получить точную картину того, как на самом деле выглядит наша Галактика. Это началось с того, что астроном Харлоу Шейпли измерил распределение и расположение шаровых звездных скоплений. Исходя из этого, он определил, что центр Млечного пути находился на расстоянии 28 000 световых лет от Земли и что этот центр был выпуклостью, а не плоской областью.
В 1923 году астроном Эдвин Хаббл использовал самый большой телескоп своего времени на горе. Обсерватория Вильсона возле Пасадены, штат Калифорния, для наблюдения за галактиками за пределами нашей. Наблюдая за тем, как спиральные галактики выглядят во всей вселенной, астрономы и ученые смогли получить представление о том, как выглядят наши собственные.
С тех пор способность наблюдать нашу галактику на нескольких длинах волн (например, радиоволны, инфракрасные лучи, рентгеновские лучи, гамма-лучи), а не только видимый спектр, помогла нам получить еще лучшую картину. Кроме того, разработка космических телескопов, таких как Хаббл, Спитцер, WISE и Кеплер, позволила нам проводить наблюдения, которые не подвержены помехам от нашей атмосферы или метеорологических условий.
Но, несмотря на все наши усилия, мы по-прежнему ограничены сочетанием перспектив, размеров и барьеров видимости. Пока что все картины, которые изображают нашу галактику, являются либо исполнениями художника, либо изображениями других спиральных галактик. До недавнего времени в нашей истории ученым было очень трудно оценить, как выглядит Млечный Путь, главным образом потому, что мы встроены в него.
Чтобы получить реальное представление о Галактике Млечный Путь, должно произойти несколько вещей. Во-первых, нам понадобится камера, работающая в космосе с широким полем зрения (Хаббл, Спитцер и т. Д.). Тогда нам нужно будет направить эту камеру в точку, которая находится примерно на 100 000 световых лет над Млечным путем, и направить ее обратно на Землю. С нашей современной двигательной установкой это займет 2,2 миллиарда лет.
К счастью, как уже отмечалось, у астрономов есть несколько дополнительных длин волн, которые они могут использовать, чтобы увидеть галактику, и они делают намного больше видимой галактики. Помимо того, что мы видим больше звезд и больше звездных скоплений, мы также можем видеть больше центра нашей Галактики, которая включает сверхмассивную черную дыру, которая теоретизировалась как существующая там.
В течение некоторого времени астрономы называли область неба, скрытую Млечным Путем, - «Зону Избежания». В те времена, когда астрономы могли проводить только визуальные наблюдения, Зона Избежания занимала около 20% ночного неба. Но, наблюдая на других длинах волн, таких как инфракрасные, рентгеновские, гамма-лучи и особенно радиоволны, астрономы могут видеть все, кроме около 10% неба. Что находится на другой стороне этих 10%, в основном загадка.
Короче говоря, прогресс налицо. Но до тех пор, пока мы не сможем отправить корабль за пределы нашей Галактики, который сможет делать снимки и передавать их обратно нам, в пределах пространства наших собственных жизней, мы будем зависеть от того, что мы можем наблюдать изнутри.
У нас есть много интересных статей о Млечном Пути здесь, в журнале Space. Например, вот что такое Млечный путь? И вот статья о том, почему он называется Млечный Путь, насколько он велик, почему он вращается и какова ближайшая к нему галактика.
И вот 10 фактов о Млечном Пути. И обязательно ознакомьтесь с разделом «Путеводитель по космосу» о Млечном Пути.
И обязательно ознакомьтесь с интервью Space Magazine с доктором Андреа Гез, профессором астрономии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, рассказывающим о том, что находится в центре нашей Галактики.
Подкаст (аудио): Скачать (Продолжительность: 4:36 - 4,2 МБ)
Подписаться: Apple Podcasts | Android | RSS
Подкаст (видео): Скачать (Продолжительность: 4:59 - 59,2 МБ)
Подписаться: Apple Podcasts | Android | RSS
