Piena Ceļš

Kur Saule atrodas Piena ceļā?

Es saņemu e -pastu. Lielāko daļu laika cilvēki, kas uzdod vienu vai divus jautājumus, ir Google lietojami (mājienu mājiens), un dažreiz tas ir jautājums, kas man ir nedaudz jāpārbauda, ​​lai atbildētu. Man tie patīk, jo tas nozīmē, ka es iemācos kaut ko iemācīties.

Šajā gadījumā sliktais lasītājs Džošua Brauns runāja par Saules atrašanās vietu galaktikā. Ne cik tālu mēs esam no centra, ko mēs zinām diezgan labi (apmēram 26 700 gaismas gadu), bet cik tālu mēs esam no vidējā plakne no galaktikas. Mūsu Piena ceļa galaktika ir plakans disks, kura platums ir aptuveni 100 000 gaismas gadu, bet tas ir arī aptuveni 2000 gaismas gadu biezs. Faktisko biezumu ir grūti noteikt, jo, paceļoties augšup (vai lejup) no diska, zvaigznes izbalē, piemēram, Zemes atmosfēra kļūst plānāka, palielinot augstumu. Turklāt tas, cik biezs tas ir, ir atkarīgs no tā, ko mērāt!

Galaktikas visu debesu infrasarkanais attēls tika pārveidots tā, lai galaktikas plakanais disks iet cauri centram, un centrs ir galaktikas centrs. Mēs atrodamies galaktikas iekšienē, tāpēc šis attēls ir kā atskatīšanās uz galaktikas centru.Pietuvināt

Galaktikas visu debesu infrasarkanais attēls tika pārveidots tā, lai galaktikas plakanais disks iet cauri centram, un centrs ir galaktikas centrs. Mēs atrodamies galaktikas iekšienē, tāpēc šis attēls ir kā atskatīšanās uz galaktikas centru, disks stiepjas aiz muguras. Galaktiskie ziemeļi ir uz augšu, un vidējā plakne nogriež tieši diska pusi. Kredīts: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF



Patiesībā galaktikā ir divi diski: a biezs disks un a plāns disks , ar plānu disku tieši biezā diska vidū. Iedomājieties, ka galaktika ir divu slāņu kūka ar matējumu starp slāņiem. Sals ir plāns disks, un kūkas sūklis ir biezs. Ja abi sūkļa slāņi ir tieši vienādā augstumā, tad galaktikas vidusplakne horizontāli sagrieztu precīzi caur matējuma slāņa centru starp tiem. Lai radītu mēroga sajūtu, ja kūka ir 10 cm augsta (biezā diska biezums no augšas līdz apakšai), tad, lai mērogā ar Piena ceļu, pati kūka būtu aplis 5 metru diametrā! Tā ir ļoti plaša, plakana kūka. Sals slānis vidū, kas attēlo plānu disku, būtu apmēram 4 cm biezs, kas ir biezs matējuma slānis!).

Arī šajā mērogā Saule būtu 1,3 metru attālumā no centra, aptuveni pusceļā no centra līdz malai.

Bet kur tas ir vertikāli kūkā? Tieši šī matējuma slāņa centrā vai mazliet uz augšu vai uz leju?

Pēdējo 20 gadu labākās fantāzijas filmas
Jaunākā Piena ceļa karte ir parādīta mākslinieka attēlā. Saule atrodas tieši zem galaktikas centra, netālu no Orion Spur. Scutum-Centaurus rokas izvelkas pa labi un augstāk, aiz centra aiziet uz tālo pusi.Pietuvināt

Jaunākā Piena ceļa karte ir parādīta mākslinieka attēlā. Saule atrodas tieši zem galaktikas centra, netālu no Orion Spur. Scutum-Centaurus rokas izvelkas pa labi un augstāk, aiz centra aiziet uz tālo pusi. Novērotais masers atrodas gandrīz tieši pretī Saulei no Z-C centra 65 000 gaismas gadu attālumā. Kredīts: NASA/JPL-Caltech/R. Sāp (SSC/Caltech)

Šo skaitu bija grūti noteikt. Bet 2016. gadā pāris astronomu izpētīja galaktikas orientāciju kosmosā. Ja tas ir plakans disks, tad šī diska ass norāda uz noteiktu vietu debesīs. Viņu mērķis bija atrast šo vietu , bet kā blakusprodukts viņi arī ieguva Saules pārvietojuma mērījumu no vidusplāksnes. To rezultāts ir tāds, ka mēs esam aptuveni 55 gaismas gadu uz ziemeļiem no šīs plaknes (kur “ziemeļi” ir virzienā galaktiskie ziemeļi , kas atrodas Komēnas Berenices zvaigznājā). Viņu aplēsēm ir liela nenoteiktība, lai gan aptuveni 16 gaismas gadi, bet pat ar to mēs noteikti esam uz ziemeļiem no vidusplāksnes.

Viņi to izmērīja, faktiski izmērot virzienu uz ziemeļu galaktikas polu! Viņi izmantoja virkni dažādu “marķieru” diskam, objektiem vai objektu grupām, kas izseko Piena ceļa diska formu. Pēc tam viņi aplūko šo objektu sadalījumu pa disku, ļaujot noteikt galaktikas plakni. Kad viņiem tas ir, viņi var pielietot kādu ģeometriju, lai atrastu šīs plaknes polu (domājiet par to kā virzienu, uz kuru plakne ir vērsta).

Viņi to dara divos veidos: viens ir “neierobežots”, kur viņi vienkārši izmanto šos marķierus, lai iegūtu ģeometriju. Otrs veids ir “ierobežots”, kur tās liek galaktikas centram atrasties mūsu centrālā supermasīvā melnā cauruma Sgr A* vietā. Šīs divas metodes sniedz nedaudz atšķirīgas atbildes, kuras tās attiecina uz to, ka Saule neatrodas tieši diska plaknes vidū. Kad viņi to ņem vērā, viņi iegūst 55 gaismas gadu.

Shēma par Saules ceļu ap Piena ceļu, kad tas vairākus desmitus gaismas gadu paceļas augšup un lejup no galaktikas plaknes. Vertikālās kustības mērogs ir stipri pārspīlēts. Kredīts: Kriss Seters/Fils PlaitsPietuvināt

Shēma par Saules ceļu ap Piena ceļu, kad tas vairākus desmitus gaismas gadu paceļas augšup un lejup no galaktikas plaknes. Vertikālās kustības mērogs ir stipri pārspīlēts. Kredīts: Kriss Seters / Fils Plaits

Forši. Starp citu, Saule riņķo ap galaktikas centru (ko sauc par galaktiskais gads un dažreiz kosmiskais gads ) ik pēc pāris simtiem miljonu Zemes gadu , bet, tā darot, tas bobs uz augšu un uz leju attiecībā pret disku! Kad tas atrodas virs diska vidusplāksnes, miljardu kombinēto zvaigžņu smagums to velk uz leju, tāpēc tas nokrīt atpakaļ, iziet cauri vidusplaknei, pēc tam nokrīt līdz dažiem desmitiem gaismas gadu zem diska, kas to pavelk uz augšu, un process atkārtojas. Tieši tagad mēs joprojām esam ceļā uz augšu . Cikla pabeigšana ilgst aptuveni 60 miljonus gadu.

Tātad, lūk! Es zināju, ka mēs neesam tieši vidusplānā, bet es nezināju, cik daudz mēs bijām izlidojuši vai kā tas tika mērīts. Tagad es daru. Cerams, ka tagad arī jūs to darāt.

Mans paldies Džošua Semjuels Brauns ( @josambro Twitter) par jautājuma uzdošanu vispirms!

Labojums (2019. gada 2. oktobris): Plāno un biezo disku biezuma iegūšana ir nedaudz sarežģīta; sākotnēji izmantotie skaitļi bija pārāk mazi. Svinburnas astronomijas tiešsaistes kurss uzskaita tos kā mēroga augstumus attiecīgi 400 un 1000 gaismas gadu, kas man šķiet pareizi. 'Mēroga augstumi' šeit var atvērt visu tārpu bundžu, bet, ja jums ir kaut kas, kas kļūst plānāks vai mazāk blīvs ar augstumu (piemēram, Zemes atmosfēra), skalas augstums ir vieta, kur tā blīvums samazinās par 1/e, kur e ir dabiskā logaritma bāze, aptuveni 2,7. Tātad, jā, tas ir nedaudz sarežģīti. Tātad kūka ir analoģija, taču tā ir cieta, tāpēc tas nedarbojas briesmīgi labi, kad jūs rakt detaļas (kas attiecas uz visām analoģijām). Punkts: biezs disks ir biezāks par plānu disku, un kūka ir patiešām plata, salīdzinot ar abiem!



^