Komposisi, struktur dan saiz galaksi kita

2024 Pengarang: Miguel Ramacey | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 06:25

Bima Sakti ialah galaksi lingkaran berjalur. Galaksi kita berdiameter antara 100,000 dan 180,000 tahun cahaya. Dianggarkan oleh saintis mengandungi 100-400 bilion bintang. Mungkin terdapat sekurang-kurangnya 100 bilion planet di Bima Sakti. Sistem suria terletak di dalam cakera, 26,490 tahun cahaya dari pusat Galactic, di pinggir dalam Lengan Orion, salah satu kepekatan lingkaran gas dan habuk. Bintang dalam 10,000 tahun cahaya paling dalam membentuk bonjolan dan satu atau lebih batang. Pusat galaksi ialah sumber radio sengit yang dikenali sebagai Sagittarius A, yang berkemungkinan merupakan lubang hitam supermasif jisim suria 4.100 juta.

Halaju dan sinaran

Bintang dan gas dalam pelbagai jarak dari orbit Pusat Galactic bergerak pada kelajuan kira-kira 220 kilometer sesaat. Kelajuan putaran yang berterusan adalah bertentangan dengan undang-undang dinamik Keplerian dan mencadangkan bahawa kebanyakanJisim Bima Sakti tidak memancarkan atau menyerap sinaran elektromagnet. Jisim ini telah dipanggil "jirim gelap". Tempoh putaran adalah kira-kira 240 juta tahun pada kedudukan Matahari. Bima Sakti bergerak pada kelajuan kira-kira 600 km sesaat berbanding kerangka rujukan ekstragalaksi. Bintang-bintang tertua di Bima Sakti hampir setua alam semesta itu sendiri dan mungkin terbentuk sejurus selepas Zaman Gelap Big Bang.

Penampilan

Pusat Bima Sakti kelihatan dari Bumi sebagai jalur cahaya putih berjerebu, lebar kira-kira 30°, melengkung oleh langit malam. Semua bintang individu di langit malam yang boleh dilihat dengan mata kasar adalah sebahagian daripada Bima Sakti. Cahaya datang daripada pengumpulan bintang yang tidak dapat diselesaikan dan bahan lain yang terletak dalam arah satah galaksi. Kawasan gelap dalam kumpulan itu, seperti Great Rift dan Koalsak, ialah kawasan di mana habuk antara bintang menghalang cahaya daripada bintang yang jauh. Kawasan langit yang disembunyikan oleh Bima Sakti dipanggil Zon Pengelakan.

Kecerahan

Bima Sakti mempunyai kecerahan permukaan yang agak rendah. Keterlihatan boleh dikurangkan dengan banyak oleh latar belakang seperti cahaya atau cahaya bulan. Agar Bima Sakti dapat dilihat, langit mestilah lebih gelap daripada biasa. Ia sepatutnya kelihatan jika had magnitud adalah lebih kurang +5.1 atau lebih tinggi, dan menunjukkan lebih terperinci pada +6.1. Ini menjadikan Bima Sakti sukar dilihat dari kawasan bandar atau pinggir bandar yang terang benderang, tetapi sangat kelihatan dari kawasan luar bandar apabilaBulan berada di bawah ufuk. "Atlas Dunia Baharu Kecerahan Langit Malam Buatan" mendedahkan bahawa lebih daripada satu pertiga daripada penduduk dunia tidak dapat melihat Bima Sakti dari rumah mereka disebabkan oleh pencemaran udara.

Saiz galaksi Bima Sakti

Bima Sakti ialah galaksi kedua terbesar dalam Kumpulan Tempatan, dengan cakera bintangnya diameter kira-kira 100,000 litas (30 kpc) dan ketebalan purata kira-kira 1000 litas (0.3 kpc). Rentetan bintang berbentuk cincin yang melilit Bima Sakti mungkin milik galaksi itu sendiri, berayun di atas dan di bawah satah galaksi. Jika ya, ini menunjukkan diameter 150,000-180,000 tahun cahaya (46-55 kpc).

Jisim

Anggaran jisim Bima Sakti berbeza-beza bergantung pada kaedah dan data yang digunakan. Di hujung bawah julat anggaran, jisim Bima Sakti ialah 5.8 × 1011 jisim suria (M☉), agak kurang daripada jisim galaksi Andromeda. Pengukuran menggunakan tatasusunan asas yang sangat panjang pada tahun 2009 menunjukkan kelajuan setinggi 254 km/s (570,000 mph) untuk bintang di pinggir luar Bima Sakti. Memandangkan halaju orbit bergantung pada jumlah jisim dalam jejari orbit, ini menunjukkan bahawa Bima Sakti adalah lebih besar, kira-kira sama dengan jisim Galaksi Andromeda pada 7×1011 M☉ dalam 160,000 liter (49 kpc) dari pusatnya. Pada tahun 2010, pengukuran halaju jejari bintang halo menunjukkan bahawa jisim yang terkandung dalam 80 kiloparsecs ialah 7×1011 M☉. Menurut kajian yang diterbitkan pada tahun 2014, jisim keseluruhan Bima Saktidianggarkan pada 8.5×1011 M☉, iaitu kira-kira separuh jisim Galaksi Andromeda.

Jirim gelap

Kebanyakan Bima Sakti ialah jirim gelap, bentuk yang tidak diketahui dan tidak kelihatan, yang berinteraksi secara graviti dengan jirim biasa. Halo jirim gelap diagihkan secara relatif sama rata pada jarak yang lebih daripada seratus kilometer (kpc) dari Pusat Galactic. Model matematik Bima Sakti mencadangkan bahawa jisim jirim gelap ialah 1-1.5×1012 M☉. Kajian terbaru menunjukkan julat jisim 4.5×1012 M☉ dan dimensi 8×1011 M☉.

Gas antara bintang

Jumlah jisim semua bintang di Bima Sakti dianggarkan antara 4.6×1010 M☉ dan 6.43×1010 M☉. Selain bintang, terdapat juga gas antara bintang yang mengandungi 90% hidrogen dan 10% helium, dengan dua pertiga daripada hidrogen dalam bentuk atom dan baki sepertiga dalam bentuk hidrogen molekul. Jisim gas ini adalah sama dengan 10% atau 15% daripada jumlah jisim bintang-bintang di galaksi. Debu antara bintang membentuk 1% lagi daripada jumlah jisim.

Struktur dan saiz galaksi kita

Bima Sakti mengandungi antara 200 dan 400 bilion bintang dan sekurang-kurangnya 100 bilion planet. Angka yang tepat bergantung kepada bilangan bintang berjisim sangat rendah yang sukar dikesan, terutamanya pada jarak lebih daripada 300 litas dari Matahari. Sebagai perbandingan, Galaksi Andromeda yang bersebelahan mengandungi kira-kira tiga trilion bintang, dan oleh itu melebihi saiz galaksi kita. Bima Saktimungkin juga mengandungi sepuluh bilion kerdil putih, bilion bintang neutron, dan seratus juta lubang hitam. Mengisi ruang antara bintang ialah cakera gas dan habuk yang dipanggil medium antara bintang. Cakera ini sekurang-kurangnya setanding jejarinya dengan bintang, manakala ketebalan lapisan gas berjulat dari ratusan tahun cahaya untuk gas yang lebih sejuk kepada ribuan tahun cahaya untuk gas yang lebih panas.

Bima Sakti terdiri daripada kawasan teras berbentuk batang yang dikelilingi oleh cakera gas, habuk dan bintang. Taburan jisim di Bima Sakti hampir menyerupai jenis Sbc Hubble, yang mewakili galaksi lingkaran dengan lengan yang agak bebas. Ahli astronomi mula mengesyaki bahawa Bima Sakti ialah galaksi lingkaran tertutup, bukannya galaksi lingkaran biasa, pada tahun 1960-an. Kecurigaan mereka telah disahkan oleh pemerhatian Teleskop Angkasa Spitzer pada tahun 2005, di mana halangan tengah Bima Sakti lebih besar daripada yang disangkakan sebelumnya.

Konsepsi tentang saiz galaksi kita mungkin berbeza-beza. Cakera bintang di Bima Sakti tidak mempunyai tepi tajam yang tidak ada bintang di luarnya. Sebaliknya, kepekatan bintang berkurangan dengan jarak dari pusat Bima Sakti. Atas sebab yang tidak jelas, di luar jejari kira-kira 40,000 litas dari pusat, bilangan bintang bagi setiap parsec padu jatuh lebih cepat. Cakera galaksi di sekelilingnya ialah halo galaksi sfera bintang dan gugusan globular yang memanjang lebih jauh ke luar tetapi saiznya terhad oleh orbit.dua satelit Bima Sakti - Awan Magellan Besar dan Kecil, yang terdekat terletak pada jarak kira-kira 180,000 litas dari Pusat Galaksi. Pada atau di luar jarak ini, orbit kebanyakan objek halo akan dimusnahkan oleh Awan Magellan. Oleh itu, objek sedemikian mungkin akan dikeluarkan dari sekitar Bima Sakti.

Sistem bintang dan planet bebas

Soalan tentang saiz Bima Sakti ialah soalan tentang saiz galaksi secara umum. Kedua-dua kanta mikro graviti dan pemerhatian transit planet menunjukkan bahawa terdapat sekurang-kurangnya sama banyak planet berbintang berbanding bintang di Bima Sakti. Dan ukuran kanta mikro menunjukkan bahawa terdapat lebih banyak planet bebas yang tidak terikat dengan bintang tuan rumah daripada bintang itu sendiri. Menurut Cara Meilin, terdapat sekurang-kurangnya satu planet bagi setiap bintang, menghasilkan anggaran 100-400 bilion.

Untuk memahami struktur dan saiz galaksi kita, saintis sering menjalankan pelbagai analisis jenis ini, sentiasa mengemas kini dan menyemak data lapuk. Sebagai contoh, satu lagi analisis data Kepler pada Januari 2013 mendapati terdapat sekurang-kurangnya 17 bilion exoplanet bersaiz Bumi di Bima Sakti. Pada 4 November 2013, ahli astronomi melaporkan, berdasarkan data dari misi angkasa lepas Kepler, bahawa dalam had bintang dan kerdil merah sesuai untuk Matahari di rantau Bima Sakti, sehingga 40bilion planet bersaiz bumi, 11 bilion daripada anggaran planet ini mungkin mengorbit bintang seperti matahari. Menurut kajian 2016, planet yang paling dekat sebegitu mungkin berjarak 4.2 tahun cahaya. Planet bersaiz Bumi sedemikian mungkin lebih banyak daripada gergasi gas. Selain exoplanet, "exocomets", komet di luar sistem suria, juga telah dikesan dan mungkin biasa di Bima Sakti. Saiz bintang dan galaksi mungkin berbeza-beza.