Človeška bitja že tisočletja strmijo v nočno nebo in občudujejo Mlečno cesto. Danes opazovalci zvezd in amaterski astronomi nadaljujejo s to tradicijo, saj vedo, da je to, čemur so priča, v resnici zbirka sto milijonov zvezd in oblakov prahu, da ne omenjamo milijard drugih svetov.
Toda vprašati se moramo, če lahko vidimo žareč pas Rimske ceste, zakaj ne moremo videti, kaj leži proti središču naše galaksije? Če predpostavimo, da gledamo v pravo smer, ali ne bi smeli videti te velike, svetle izbokline zvezd s prostim očesom? Veš tisto, na katero mislim, je na vseh slikah!
Na žalost je treba pri odgovoru na to vprašanje opraviti številna preverjanja resničnosti. Ko je dovolj temno in so razmere jasne, je na nočnem nebu zagotovo mogoče razbrati prašni obroč Rimske ceste. Vendar pa lahko še vedno vidimo le približno 6000 svetlobnih let v disk s prostim očesom in se zanašamo na vidni spekter. Tukaj je povzetek, zakaj je tako.
Velikost in struktura:
Prvič, sama velikost naše galaksije je dovolj, da zmede um. NASA ocenjuje, da je Rimska cesta v premeru med 100.000 in 120.000 svetlobnih let, čeprav nekatere informacije kažejo, da je lahko v premeru od 150.000 do 180.000 svetlobnih let. Ker je eno svetlobno leto približno 9,5 x 1012km, to pomeni, da je premer galaksije Rimska cesta približno 9,5 x 1017- 1,14 x 1018km v premeru.
Če to izrazimo laično, teh 950 kvadrilijonov (590 kvadrilijonov milj) do 1,14 kvintilijona km (7oo septendecilijonov milj). Ocenjuje se, da Rimska cesta vsebuje tudi 100–400 milijard zvezd (čeprav bi lahko bila visoka tudi do enega bilijona) in lahko ima celo 100 milijard planetov.
Na sredini meri pribl. 10.000 svetlobnih let v premeru je tesno nabita skupina zvezd, znana kot 'izboklina'. V samem središču te izbokline je intenziven radijski vir, imenovan Strelec A*, ki je verjetno supermasivna črna luknja, ki vsebuje 4,1 milijona krat večjo maso našega Sonca.
V našem skromnem Osončju smo od njega oddaljeni približno 28.000 svetlobnih let. Skratka, ta regija je preprosto predaleč, da bi jo lahko videli s prostim očesom. Vendar pa je pri tem več kot le to…
Radijska slika nočnega neba. Zasluge: Max Planck Institute for Radio Astronomy, ki ga je ustvaril Glyn Haslam.
Nizka površinska svetlost:
Poleg tega, da je galaksija s spiralnimi prečkami, je Rimska cesta tako imenovana galaksija z nizko površinsko svetlostjo (LSB) – klasifikacija, ki se nanaša na galaksije, pri katerih je njihova površinska svetlost, gledano z Zemlje, vsaj eno magnitudo nižja od ambientalno nočno nebo. V bistvu to pomeni, da mora biti nebo temnejše od približno 20,2 magnitude na kvadratno ločno sekundo, da se vidi Rimska cesta.
Zaradi tega je Rimsko cesto težko videti s katere koli lokacije na Zemlji svetlobno onesnaženje je pogosta – kot so mestne ali primestne lokacije – ali ko je dejavnik luna luna. Toda tudi ko so pogoji optimalni, lahko še vedno vidimo le toliko s prostim očesom iz razlogov, ki imajo veliko opraviti z vsem, kar leži med nami in galaktičnim jedrom.
Prah in plin:
Čeprav se naključnemu opazovalcu morda ne zdi tako, je Rimska cesta polna prahu in plina. Ta snov je znana kot medzvezdni medij, disk, ki predstavlja ogromnih 10-15 % svetlobne/vidne snovi v naši galaksiji in zapolnjuje dolge prostore med zvezdami. Debelina prahu odbija vidno svetlobo (kot je razloženo tukaj ), pusti samo infrardečo svetlobo, da prehaja skozi prah.
Ta bleščeča infrardeča slika iz Nasinega vesoljskega teleskopa Spitzer, ki prikazuje na stotine tisoče zvezd v vrtinčastem jedru naše spiralne galaksije Rimska cesta. Zasluge: NASA/JPL-Caltech
Zaradi tega so infrardeči teleskopi všeč Vesoljski teleskop Spitzer izjemno dragoceno orodje za kartiranje in preučevanje galaksije, saj lahko pogleda skozi prah in meglico, da nam da izjemno jasne poglede na dogajanje v središču galaksije in v območjih, ki tvorijo zvezde. Vendar, ko gledamo v vizualni spekter, svetloba z Zemlje ter interferenčni učinek prahu in plina omejujejo, kako daleč lahko vidimo.
Omejena instrumentacija:
Astronomi že tisoče let gledajo v zvezde. Vendar so šele v relativno novejšem času sploh vedeli, kaj gledajo. Na primer v svoji knjigi Meteorološki Aristotel (384–322 pr.n.št.) je zapisal, da sta grška filozofa Anaksagora (približno 500–428 pr.n.št.) in Demokrit (460–370 pr.n.št.) predlagala, da bi lahko Rimsko pot sestavljale oddaljene zvezde.
Vendar je sam Aristotel verjel, da je Rimska cesta nastala zaradi 'vžiga ognjenega izdiha nekaterih zvezd, ki so bile velike, številne in blizu skupaj' in da se ti vžigi dogajajo v zgornjem delu atmosfere. Tako kot mnoge Aristotelove teorije bi tudi ta ostala kanon za zahodne učenjake do 16. in 17. stoletja, takrat pa bi se moderna astronomija začela ukoreniniti.
Medtem pa so v islamskem svetu številni srednjeveški učenjaki zavzeli drugačen pogled. Na primer, perzijski astronom Abu Rayhan al-Biruni (973–1048) je predlagal, da je Rimska cesta »zbirka neštetih drobcev narave meglicnih zvezd«. Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292–1350) iz Damaska je podobno predlagal, da je Rimska cesta »nešteto drobnih zvezd, zloženih skupaj v krogli nepremičnih zvezd« in da so te zvezde večje od planetov.
Perzijski astronom Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) je v svoji knjigi trdil tudiTadhkirada: »Mlečna cesta, torej galaksija, je sestavljena iz zelo velikega števila majhnih, tesno združenih zvezd, ki se zaradi svoje koncentracije in majhnosti zdijo motne lise. Zaradi tega so jo primerjali z barvo mleka.«
Kljub tem teoretičnim prebojom je šele leta 1610, ko je Galileo Galilei svoj teleskop obrnil proti nebu, obstajal dokaz, ki bi podprl te trditve. Astronomi so s pomočjo teleskopov prvič ugotovili, da je na nebu veliko, veliko več zvezd kot tistih, ki jih vidimo, in da so vse tiste, ki jih vidimo, del Rimske ceste.
Več kot stoletje pozneje je William Herschel ustvaril prvi teoretični diagram, kako je izgledala Rimska cesta (1785). V njem je opisal obliko Rimske ceste kot velike oblakom podobne zbirke zvezd in trdil, da je Osončje blizu središča. Čeprav je bil napačen, je bil to prvi poskus hipoteze, kako je izgledalo naše kozmično dvorišče.
Šele v 20. stoletju so astronomi lahko dobili natančno sliko o tem, kako pravzaprav izgleda naša galaksija. To se je začelo z astronomom Harlowom Shapelyjem, ki je meril porazdelitve in lokacije kroglastih zvezdnih kopic. Iz tega je ugotovil, da je središče Rimske ceste 28.000 svetlobnih let od Zemlje in da je središče izboklina in ne ravno območje.
Ta zaznamovani umetnikov koncept ponazarja naše trenutno razumevanje strukture galaksije Rimske ceste. Avtor slike: NASA
Leta 1923 je astronom Edwin Hubble uporabil največji teleskop svojega časa na observatoriju Mt. Wilson blizu Pasadene v Kaliforniji, da bi opazoval galaksije onkraj naše. Z opazovanjem, kako izgledajo spiralne galaksije po vsem vesolju, so lahko astronomi in znanstveniki dobili predstavo o tem, kako izgleda naša.
Od takrat nam je zmožnost opazovanja naše galaksije skozi več valovnih dolžin (tj. radijski valovi, infrardeči, rentgenski, gama žarki) in ne le skozi vidni spekter pomagala dobiti še boljšo sliko. Poleg tega je razvoj vesoljskih teleskopov – kot npr Hubble , Spitzer, MODER , in Kepler – so nam omogočili opazovanja, ki niso izpostavljena motnjam našega ozračja ali meteoroloških razmer.
Toda kljub našim najboljšim prizadevanjem smo še vedno omejeni s kombinacijo perspektiv, velikosti in vidnih ovir. Doslej so vse slike, ki prikazujejo našo galaksijo, bodisi umetnikove upodobitve ali slike drugih spiralnih galaksij. Do nedavnega v naši zgodovini je bilo znanstvenikom zelo težko oceniti, kako izgleda Rimska cesta, predvsem zato, ker smo vgrajeni vanjo.
Da bi dobili dejanski pogled na galaksijo Rimska cesta, bi se moralo zgoditi več stvari. Najprej bi potrebovali kamero, ki bi delovala v vesolju s širokim vidnim poljem (tudi Hubble, Spitzer itd.). Potem bi morali to kamero odleteti na mesto, ki je približno 100.000 svetlobnih let nad Rimsko cesto, in jo usmeriti nazaj proti Zemlji. Z našo trenutno pogonsko tehnologijo bi to trajalo 2,2 milijarde let.
Mlečna cesta v infrardeči povezavi. Kredit za sliko: COBE
Na srečo, kot je bilo že omenjeno, imajo astronomi nekaj dodatnih valovnih dolžin, ki jih lahko uporabijo, da vidijo v galaksijo, in te naredijo vidno veliko več galaksije. Poleg tega, da vidimo več zvezd in več zvezdnih kopic, lahko vidimo tudi več središča naše Galaksije, ki vključuje ogromna črna luknja za katerega je bilo teoretizirano, da tam obstaja.
Že nekaj časa imajo astronomi ime za območje neba, ki ga zakriva Mlečna cesta - ' Območje izogibanja “. V časih, ko so astronomi lahko opravljali le vizualna opazovanja, je cona izogibanja zavzemala približno 20 % nočnega neba. Toda z opazovanjem na drugih valovnih dolžinah, kot so infrardeči, rentgenski, gama žarki in zlasti radijski valovi, lahko astronomi vidijo vse, razen približno 10 % neba. Kaj je na drugi strani teh 10 %, je večinoma skrivnost.
Skratka, napreduje se. Toda dokler ne bomo lahko poslali ladjo izven naše Galaksije, ki bo lahko posnela posnetke in jih poslala nazaj k nam, vse v prostoru naših lastnih življenj, bomo odvisni od tega, kar lahko opazujemo od znotraj.
Tukaj na Universe Today imamo veliko zanimivih člankov o Rimski cesti. Na primer, tukaj Kaj je Rimska cesta? In tukaj je članek o tem, zakaj se imenuje Mlečna cesta , kako velik je, zakaj vrti , in kaj najbližja galaksija je temu .
In tukaj so 10 dejstev o Rimski cesti . Oglejte si naš razdelek Vodnik po vesolju o mlečna cesta .
In vsekakor si oglejte današnji intervju z Universe Today dr. Andrea Ghez , profesor astronomije na UCLA, govori o tem, kaj je v središču naše Galaksije.
Podcast (avdio): Prenesi (Trajanje: 4:36 — 4,2 MB)
naroči se: Apple Podcasti | RSS
Podcast (video): Prenesi (Trajanje: 4:59 — 59,2 MB)
naroči se: Apple Podcasti | RSS
