Samanyolu -Milky Way

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Samanyolu
ESO-VLT-Lazer-fot-33a-07.jpg
Gözlem verileri (J2000 dönemi )
takımyıldız yay Burcu
Sağ yükseliş 17 sa 45 m 40.0409 s
sapma −29° 00′ 28.118″
Mesafe 25,6–27,1 kly (7,86–8,32 kpc)
özellikleri
Tip Sb, Sbc veya SB(rs)bc
( çubuklu sarmal gökada )
Yığın (0.8–1.5) × 10 12 M
yıldız sayısı 100–400 milyar
Boy Yıldız diski : 185 ± 15 kly
Karanlık madde halesi : 1.9 ± 0.4 Mly (580 ± 120 kpc )
İnce yıldız diskin kalınlığı ≈2 kly (0,6 kpc)
Açısal momentum 1 × 10 67 J sn
Sun'ın Galaktik dönüş periyodu 240 Myr
Spiral desen döndürme süresi 220–360 Myr
Çubuk desen döndürme süresi 100–120 Myr
SPK dinlenme çerçevesine göre hız 552.2 ± 5.5 km/sn
Sun'ın konumunda kaçış hızı 550 km/s
Sun'ın konumunda karanlık madde yoğunluğu 0.0088+0.0024
-0.0018
M pc −3 veya0.35+0.08
-0.07
GeV cm -3
Ayrıca bakınız: Galaksi, Galaksilerin listesi

Samanyolu, Güneş Sistemimizi içeren galaksidir ve adı galaksinin Dünya'dan görünümünü açıklar : gece gökyüzünde görülen ve çıplak gözle tek tek ayırt edilemeyen yıldızlardan oluşan puslu bir ışık bandı . Samanyolu terimi, "sütlü daire" anlamına gelen Yunanca γαλακτικός κύκλος ( galaktikos kýklos ) 'dan Latince via lactea'nın bir çevirisidir . Dünya'dan Samanyolu, disk şeklindeki yapısı içeriden görüldüğü için bir bant olarak görünür. Galileo Galilei ilk olarak 1610'da teleskopuyla ışık bandını tek tek yıldızlara ayırdı. 1920'lerin başına kadar çoğu gökbilimci Samanyolu'nun Evrendeki tüm yıldızları içerdiğini düşünüyordu . Gökbilimciler Harlow Shapley ve Heber Curtis arasındaki 1920 Büyük Tartışmasının ardından, Edwin Hubble'ın gözlemleri Samanyolu'nun birçok gökadadan sadece biri olduğunu gösterdi.

Samanyolu, tahmini görünür çapı 100.000–200.000 ışıkyılı olan bir çubuklu sarmal gökadadır . Son simülasyonlar, aynı zamanda bazı görünür yıldızları da içeren bir karanlık madde alanının, yaklaşık 2 milyon ışıkyılı çapa kadar uzanabileceğini gösteriyor. Samanyolu'nun birkaç uydu gökadası vardır ve kendisi de Laniakea Üstkümesi'nin bir bileşeni olan Başak Üstkümesi'nin bir parçasını oluşturan Yerel gökadalar Grubu'nun bir parçasıdır .

100-400 milyar yıldız ve en azından bu sayıda gezegen içerdiği tahmin edilmektedir . Güneş Sistemi, Galaktik Merkez'den yaklaşık 27.000 ışıkyılı yarıçapında, spiral şekilli gaz ve toz konsantrasyonlarından biri olan Orion Kolu'nun iç kenarında yer almaktadır . En içteki 10.000 ışıkyılı içindeki yıldızlar, bir çıkıntı ve çıkıntıdan yayılan bir veya daha fazla çubuk oluşturur. Galaktik merkez, 4.100 (± 0.034) milyon güneş kütlesine sahip süper kütleli bir kara delik olan Sagittarius A* olarak bilinen yoğun bir radyo kaynağıdır . Galaktik Merkez'den çok çeşitli mesafelerdeki yıldızlar ve gazlar, saniyede yaklaşık 220 kilometre yörüngede dönüyor. Sabit dönüş hızı, Kepler dinamiği yasalarıyla çelişiyor gibi görünüyor ve Samanyolu'nun kütlesinin çoğunun (yaklaşık %90'ının) teleskoplar tarafından görülmediğini, ne elektromanyetik radyasyon yaydığını ne de soğuduğunu gösteriyor . Bu varsayımsal kütleye " karanlık madde " adı verildi. Dönme periyodu, Güneş'in yarıçapında yaklaşık 240 milyon yıldır. Bir bütün olarak Samanyolu, ekstragalaktik referans çerçevelerine göre saniyede yaklaşık 600 km hızla hareket etmektedir. Samanyolu'ndaki en eski yıldızlar neredeyse Evrenin kendisi kadar eskidir ve bu nedenle muhtemelen Büyük Patlama'nın Karanlık Çağlarından kısa bir süre sonra oluşmuştur . 12 Mayıs 2022'de gökbilimciler, Samanyolu galaksisinin merkezindeki süper kütleli kara delik olan Sagittarius A* ' nın görüntüsünü ilk kez duyurdular.

Etimoloji ve mitoloji

Babil epik şiiri Enuma Eliš'te Samanyolu, Babil ulusal tanrısı Marduk tarafından öldürüldükten sonra gökyüzüne yerleştirilen ilkel tuzlu su ejderi Tiamat'ın kopmuş kuyruğundan yaratılır . Bu hikayenin bir zamanlar Tiamat'ın Nippur'lu Enlil tarafından öldürüldüğü eski bir Sümer versiyonuna dayandığı düşünülüyordu , ancak şimdi tamamen Marduk'u Sümer tanrılarından üstün göstermek niyetiyle Babil propagandacılarının bir icadı olduğu düşünülüyor.

Yunan mitolojisinde Zeus, ölümlü bir kadından doğan oğlu Herakles'i uyurken Hera'nın göğsüne yerleştirir, böylece bebek ilahi sütünü içerek ölümsüz olur. Hera emzirirken uyanır ve sonra bilinmeyen bir bebeği emzirdiğini fark eder: bebeği iter, sütünün bir kısmı dökülür ve Samanyolu olarak bilinen ışık şeridini üretir. Antik Yunanlılar, Samanyolu'nun görünümünün, Athena'nın Herakles'i göğsünden koparıp her yere süt püskürttüğü zaman oluştuğuna inanıyorlardı.

Llys Dôn (kelimenin tam anlamıyla " Dôn Mahkemesi"), takımyıldız Cassiopeia'nın geleneksel Galce adıdır . Dôn'un çocuklarından en az üçünün de astronomik çağrışımları vardır: Caer Gwydion ( " Gwydion Kalesi") Samanyolu'nun geleneksel Galce adıdır ve Caer Arianrhod (" Arianrhod Kalesi") Corona Borealis takımyıldızıdır .

Batı kültüründe, "Samanyolu" adı, gece gökyüzünde kavis çizen loş, çözülmemiş "sütlü" parlayan bir bant olarak görünüşünden türetilmiştir. Terim, Helenistik Yunanca γαλαξίας'dan türetilmiş, "sütlü daire" anlamına gelen γαλαξίας κύκλος ( galaxías kýklos )'un kısaltması olan Klasik Latince via lactea'nın bir çevirisidir. Antik Yunanca γαλαξίας ( galaxias ) – γαλακτ -, γάλα ("süt") + -ίας (sıfatları oluşturan) kökünden - aynı zamanda bizim ve daha sonra tüm bu tür yıldız koleksiyonlarımızın adı olan "galaksi"nin köküdür.

Samanyolu veya "süt çemberi", Yunanlıların gökyüzünde tanımladıkları 11 "daireden" sadece biriydi, diğerleri zodyak, meridyen, ufuk, ekvator, Yengeç ve Oğlak tropikleri, Arktik ve Antarktika çevreleri ., ve her iki kutuptan geçen iki renk çemberi.

Samanyolu'nun Yay takımyıldızına doğru ( Galaktik Merkez dahil), ışık kirliliğinin az olduğu karanlık bir bölgeden ( Kara Kaya Çölü, Nevada) görüldüğü gibi bir görünümü, sağ altta bulunan parlak nesne Antares'in hemen yukarısındaki Jüpiter'dir.

Görünüm

ALMA üzerinde kavis çizen Samanyolu'nu yakalayan hızlandırılmış bir video

Samanyolu, Dünya'dan, gece göğünü kavisleyen, yaklaşık 30° genişliğinde, puslu bir beyaz ışık şeridi olarak görülebilir . Gece gökyüzü gözleminde, tüm gökyüzündeki tüm çıplak gözle tek tek yıldızlar Samanyolu Galaksisinin bir parçası olsa da, "Samanyolu" terimi bu ışık bandıyla sınırlıdır. Işık, çözülmemiş yıldızların ve galaktik düzlem yönünde bulunan diğer malzemelerin birikmesinden kaynaklanır . Kuşağın etrafındaki daha parlak bölgeler, yıldız bulutları olarak bilinen yumuşak görsel yamalar olarak görünür . Bunların en göze çarpanı, galaksinin merkezi çıkıntısının bir parçası olan Büyük Yay Yıldız Bulutu'dur . Büyük Yarık ve Kömür Çuvalı gibi bant içindeki karanlık bölgeler, yıldızlararası toz bloklarının uzak yıldızlardan gelen ışığın oluşturduğu alanlardır . Samanyolu'nun gizlediği gökyüzü alanına Kaçınma Bölgesi denir .

Samanyolu, nispeten düşük bir yüzey parlaklığına sahiptir . Işık kirliliği veya ay ışığı gibi arka plan ışığı ile görünürlüğü büyük ölçüde azaltılabilir . Samanyolu'nun görülebilmesi için gökyüzünün yay saniyesi başına yaklaşık 20.2 kadirden daha karanlık olması gerekir. Sınırlayıcı büyüklüğün yaklaşık +5.1 veya daha iyi olup olmadığı ve +6.1'de çok fazla ayrıntı gösterip göstermediği görülebilir olmalıdır . Bu, Samanyolu'nun parlak bir şekilde aydınlatılmış kentsel veya banliyö alanlarından görülmesini zorlaştırır, ancak Ay ufkun altındayken kırsal alanlardan bakıldığında çok belirgindir. Yapay gece gökyüzü parlaklığı haritaları, Dünya nüfusunun üçte birinden fazlasının ışık kirliliği nedeniyle Samanyolu'nu evlerinden göremediğini gösteriyor.

Dünya'dan bakıldığında, Samanyolu'nun galaktik düzleminin görünür bölgesi, gökyüzünde 30 takımyıldızı içeren bir alanı kaplar . Galaktik Merkez, Samanyolu'nun en parlak olduğu Yay yönünde yer alır . Yay burcundan, beyaz ışığın puslu kuşağı, Auriga'daki galaktik merkeze doğru dolaşıyor gibi görünüyor . Grup daha sonra gökyüzünün geri kalanını Yay'a kadar sürdürür ve gökyüzünü kabaca iki eşit yarım küreye böler .

Galaktik düzlem, ekliptik düzleme ( Dünya yörüngesinin düzlemi ) yaklaşık 60° eğimlidir. Gök ekvatoruna göre, Cassiopeia takımyıldızı kadar kuzeyde ve Crux takımyıldızı kadar güneyde geçer; bu, Dünya'nın ekvator düzleminin ve ekliptik düzlemin galaktik düzleme göre yüksek eğimini gösterir. Kuzey galaktik kutbu 12 h 49 m sağ yükselişte, +27.4° ( B1950 ) eğimde β Comae Berenices yakınında ve güney galaktik kutbu α Sculptoris yakınında . Bu yüksek eğim nedeniyle, gece ve yılın zamanına bağlı olarak, Samanyolu kemeri gökyüzünde nispeten alçak veya nispeten yüksek görünebilir. Yaklaşık 65 ° kuzey ila 65 ° güney enlemlerinden gözlemciler için, Samanyolu günde iki kez doğrudan tepeden geçer.

astronomik tarih

1785 yılında William Herschel tarafından yıldız sayımlarından elde edilen Samanyolu'nun şekli ; Güneş Sistemi merkeze yakın kabul edildi

Meteorologica'da Aristoteles ( MÖ 384-322), Yunan filozofları Anaxagoras ( c.  500-428 BC) ve Democritus'un (MÖ 460-370) Samanyolu'nun Dünya'nın gölgesi nedeniyle doğrudan görülemeyen yıldızların parlaması olduğunu öne sürdüklerini belirtir, diğer yıldızlar ışıklarını Güneş'ten alırlar (ancak parıltıları güneş ışınları tarafından gizlenir). Aristoteles'in kendisi, Samanyolu'nun (yıldızlarla birlikte) Dünya'nın üst atmosferinin bir parçası olduğuna ve atmosferdeki en dıştaki konumu ( büyük dairesini oluşturan ) nedeniyle dağılmayan yıldızların yanmasının bir yan ürünü olduğuna inanıyordu. Neoplatonist filozof Olympiodorus the Younger ( c.  495 – 570 ) bu görüşü eleştirdi ve Samanyolu'nun Ay'ın altında olması durumunda , Dünya'nın farklı zamanlarında ve yerlerinde farklı görünmesi gerektiğini ve paralaksa sahip olması gerektiğini savundu. . Ona göre Samanyolu gökseldir. Bu fikir daha sonra İslam dünyasında etkili olacaktır .

İranlı astronom Abū Rayhān al-Bīrūnī ( 973-1048), Samanyolu'nun " bulutsu yıldızların doğasının sayısız parçasından oluşan bir koleksiyon" olduğunu öne sürdü. Endülüslü gökbilimci Avempace ( d 1138), Samanyolu'nun birçok yıldızdan oluştuğunu, ancak 1106 veya 1107'de Jüpiter ve Mars'ın kavuşumunu gözlemlemesine atıfta bulunarak, Dünya atmosferindeki kırılma etkisinden dolayı sürekli bir görüntü gibi göründüğünü öne sürdü. kanıt olarak. Jamil Ragep'e göre, İranlı astronom Nasīr al-Dīn al-Tūsī (1201-1274) Tadhkira'sında şöyle yazar: "Samanyolu, yani Galaksi, çok sayıda küçük, sıkıca kümelenmiş yıldızlardan oluşur., konsantrasyonları ve küçüklükleri nedeniyle bulutlu yamalar gibi görünmektedir. Bu nedenle süt rengine benzetilmiştir." İbn Qayyim Al-Jawziyya (1292-1350), Samanyolu'nun "sabit yıldızlar alanında bir araya toplanmış sayısız küçük yıldız" olduğunu ve bu yıldızların gezegenlerden daha büyük olduğunu öne sürdü.

1610 yılında Galileo Galilei, Samanyolu'nu incelemek için bir teleskop kullandığında ve Samanyolu'nun çok sayıda sönük yıldızdan oluştuğunu keşfettiğinde, birçok yıldızdan oluşan Samanyolu'nun kanıtı geldi . Immanuel Kant, 1755'teki bir incelemesinde, Thomas Wright'ın daha önceki çalışmalarına dayanarak, (doğru olarak) Samanyolu'nun Güneş Sistemine benzer yerçekimi kuvvetleri tarafından bir arada tutulan çok sayıda yıldızın dönen bir gövdesi olabileceği konusunda spekülasyon yaptı. daha büyük ölçekler. Ortaya çıkan yıldız diski, diskin içindeki perspektifimizden gökyüzünde bir bant olarak görülecektir. Wright ve Kant ayrıca gece gökyüzünde görülebilen bulutsulardan bazılarının bizimkine benzer şekilde ayrı "galaksiler" olabileceğini tahmin ettiler. Kant, hem Samanyolu'ndan hem de "galaksi dışı bulutsulardan", 1930'lara kadar hala geçerli olan bir terim olan "ada evrenleri" olarak bahsetti.

Samanyolu'nun şeklini ve Güneş'in içindeki konumunu tanımlamaya yönelik ilk girişim, 1785 yılında William Herschel tarafından görünür gökyüzünün farklı bölgelerindeki yıldızların sayısını dikkatlice sayarak gerçekleştirildi. Merkeze yakın Güneş Sistemi ile Samanyolu şeklinin bir diyagramını üretti.

1845'te Lord Rosse yeni bir teleskop yaptı ve eliptik ve spiral şekilli bulutsuları ayırt edebildi. Ayrıca, bu nebulaların bazılarında tek tek nokta kaynakları belirlemeyi başardı ve Kant'ın daha önceki varsayımına güven verdi.

1904'te, yıldızların uygun hareketlerini inceleyen Jacobus Kapteyn, bunların o zamanlar inanıldığı gibi rastgele olmadığını bildirdi; yıldızlar neredeyse zıt yönlerde hareket eden iki akıntıya bölünebilirdi. Daha sonra, Kapteyn'in verilerinin, galaksimizin dönüşünün ilk kanıtı olduğu anlaşıldı ve bu, sonuçta Bertil Lindblad ve Jan Oort tarafından galaktik dönüşün bulunmasına yol açtı .

1917'de Heber Curtis, Büyük Andromeda Bulutsusu'nda ( Messier nesnesi 31) nova S Andromedae'yi gözlemlemişti . Fotoğraf kaydını ararken 11 tane daha nova buldu . Curtis, bu novaların Samanyolu'nda meydana gelenlerden ortalama olarak 10 kadir daha sönük olduğunu fark etti. Sonuç olarak, 150.000 parseklik bir mesafe tahmini yapabildi. Sarmal bulutsuların bağımsız galaksiler olduğunu öne süren "ada evrenleri" hipotezinin bir savunucusu oldu. 1920'de Harlow Shapley ve Heber Curtis arasında Samanyolu'nun doğası, sarmal bulutsular ve Evrenin boyutları hakkında Büyük Tartışma gerçekleşti . Curtis, Büyük Andromeda Bulutsusu'nun bir dış gökada olduğu iddiasını desteklemek için Samanyolu'ndaki toz bulutlarına benzeyen karanlık şeritlerin yanı sıra önemli Doppler kaymasını kaydetti .

Tartışma 1920'lerin başında Edwin Hubble tarafından Mount Wilson gözlemevi 2,5 m (100 inç) Hooker teleskopu kullanılarak kesin olarak çözüldü . Bu yeni teleskopun ışık toplama gücüyle, bazı sarmal bulutsuların dış kısımlarını tek tek yıldız koleksiyonları olarak çözen astronomik fotoğraflar üretebildi . Ayrıca, bulutsulara olan mesafeyi tahmin etmek için bir kıyaslama noktası olarak kullanabileceği bazı Cepheid değişkenlerini de tanımlayabildi . Andromeda Bulutsusu'nun Güneş'ten 275.000 parsek uzaklıkta olduğunu ve Samanyolu'nun bir parçası olamayacak kadar uzak olduğunu buldu.

Astrografi

Galaktik düzlemi her yönde geçen takımyıldızları ve ana kollar , mahmuzlar, çubuk, çekirdek/çıkıntı, dikkate değer bulutsular ve küresel kümeler dahil olmak üzere açıklamalı bilinen belirgin bileşenlerle Samanyolu Gökadası Haritası .
Temmuz 2014'ten Eylül 2015'e kadar Gaia uydusundan yapılan gözlemlerin ilk yılına dayanan Samanyolu ve komşu gökadalardaki yıldızların tüm gökyüzü görünümü. Harita, gökyüzünün her bir bölümündeki yıldızların yoğunluğunu gösterir. Daha parlak bölgeler, daha yoğun yıldız konsantrasyonlarını gösterir. Galaktik Düzlemdeki daha karanlık bölgeler, yıldız ışığını emen yoğun yıldızlararası gaz ve toz bulutlarına karşılık gelir.

ESA uzay aracı Gaia, bir milyar yıldızın paralaksını belirleyerek mesafe tahminleri sağlıyor ve 2016, 2018, 2021 ve 2024'te planlanan dört harita yayınıyla Samanyolu'nun haritasını çıkarıyor. 2020'de yapılan bir araştırma, Gaia'nın galakside sallanan bir hareket tespit ettiği sonucuna vardı. küresel olmayan bir halenin ana eksenine göre diskin dönme ekseninin yanlış hizalanmasından kaynaklanan torklardan veya geç yağış sırasında halede biriken maddeden veya yakındaki etkileşimli uydu gökadalarından ve bunların etkileşimlerinden kaynaklanan torklardan kaynaklanabilir. sonucu gelgitler".

Sun'ın konumu ve mahallesi

Güneş Sisteminin Samanyolu İçindeki Konumu
Orion Kolu'nda sarı bir ok ve kırmızı bir nokta ile işaretlenmiş Güneş Sistemi'nin konumu ile Samanyolu'nun diyagramı . Nokta kabaca Güneş Sistemi'nin daha geniş çevresini, Radcliffe Dalgası ile Bölünmüş doğrusal yapılar (eski adıyla Gould Kuşağı ) arasındaki boşluğu kaplar.
Radcliffe Dalgası ve Bölünmüş doğrusal yapıların ana özellikleriyle ve Yerel Kabarcık yüzeyinde en yakın büyük ölçekli göksel özelliklerle çevrili Güneş Sistemi ile 400-500 ışıkyılı uzaklıkta Orion Kolu'nun sanatsal yakın çekimi .

Güneş, Radcliffe Dalgası ve Bölünmüş doğrusal yapılar (eski adıyla Gould Kuşağı ) arasında, Yerel Kabarcık'ın Yerel Kabartması içinde, Orion Kolunun kenarına yakındır . Gillessen ve diğerleri tarafından Sgr A* etrafındaki yıldız yörüngeleri çalışmalarına dayanmaktadır. (2016), Güneş, Galaktik Merkezden tahmini 27,14 ± 0,46 kly (8,32 ± 0,14 kpc) uzaklıkta yer almaktadır. Boehle et al. (2016), yine bir yıldız yörünge analizi kullanarak 25,64 ± 0,46 kly (7,86 ± 0,14 kpc) daha küçük bir değer buldu. Güneş şu anda Galaktik diskin merkez düzleminin 5-30 parsek (16-98 ly) üzerinde veya kuzeyindedir. Yerel kol ile dışarıdaki bir sonraki kol olan Kahraman Kolu arasındaki mesafe yaklaşık 2.000 parsek (6.500 ly)'dir. Güneş ve dolayısıyla Güneş Sistemi, Samanyolu'nun galaktik yaşanabilir bölgesinde yer almaktadır .

Güneş'ten 15 parsek (49 ly) yarıçaplı bir küre içinde mutlak kadirden 8,5'ten daha parlak yaklaşık 208 yıldız vardır, bu da 69 kübik parsek başına bir yıldız veya 2.360 kübik ışıkyılı başına bir yıldız yoğunluğu verir ( Listeden ). en yakın parlak yıldızların ). Öte yandan, Güneş'in 5 parsek (16 ly) içinde 64 bilinen yıldız (herhangi bir büyüklükte, 4 kahverengi cüce hariç ) vardır ve bu, 8.2 kübik parsek başına yaklaşık bir yıldız veya 284 kübik ışık başına bir yıldız verir. -yıllar ( en yakın yıldızlar listesinden ). Bu, parlak yıldızlardan çok daha sönük yıldızların olduğu gerçeğini göstermektedir: tüm gökyüzünde, görünen kadirden 4'ten daha parlak yaklaşık 500 yıldız varken, görünen kadirden 14'ten daha parlak 15.5 milyon yıldız vardır.

Güneş yolunun tepesi veya güneş tepesi, Güneş'in Samanyolu'nda uzayda seyahat ettiği yöndür. Güneş'in Galaktik hareketinin genel yönü, Herkül takımyıldızının yakınındaki Vega yıldızına doğru, Galaktik Merkez yönüne yaklaşık 60 gökyüzü derecelik bir açıyla. Güneş'in Samanyolu etrafındaki yörüngesinin, Galaktik sarmal kollar ve düzgün olmayan kütle dağılımları nedeniyle oluşan tedirginliklerin eklenmesiyle kabaca elips şeklinde olması bekleniyor. Ayrıca Güneş, yörünge başına yaklaşık 2,7 kez Galaktik düzlemden geçer. Bu, basit bir harmonik osilatörün sürükleme kuvveti (sönümleme) terimi olmadan nasıl çalıştığına çok benzer . Bu salınımların yakın zamana kadar Dünya'daki kitlesel yaşam formunun yok olma dönemleriyle çakıştığı düşünülüyordu . CO verilerine dayalı olarak Güneş'in spiral yapıdan geçişinin etkilerinin yeniden analizi bir korelasyon bulamadı.

Güneş Sistemi'nin Samanyolu'nun bir yörüngesini (bir galaktik yıl ) tamamlaması yaklaşık 240 milyon yıl alır, bu nedenle Güneş'in yaşamı boyunca 18-20 yörüngeyi ve insanın kökeninden bu yana 1/1250'lik bir devrimi tamamladığı düşünülmektedir. . Güneş Sistemi'nin Samanyolu'nun merkezi etrafındaki yörünge hızı yaklaşık 220 km/s (490.000 mph) veya ışık hızının %0.073'ü kadardır . Güneş, heliosferde 84.000 km/sa (52.000 mph) hızla hareket eder. Bu hızda, Güneş Sistemi'nin 1 ışıkyılı mesafe kat etmesi yaklaşık 1.400 yıl veya 1 AU ( astronomik birim ) seyahat etmesi 8 gün sürer. Güneş Sistemi, ekliptiği takip eden zodyak takımyıldızı Akrep yönünde ilerliyor .

Galaktik kadranlar

Güneş'in Samanyolu'ndaki konumunun diyagramı, açılar galaktik koordinat sistemindeki boylamları temsil eder .

Bir galaktik kadran veya Samanyolu'nun çeyreği, Samanyolu'nun bölünmesindeki dört dairesel sektörden birini ifade eder. Astronomik uygulamada, galaktik kadranların tasviri, Güneş'i haritalama sisteminin kaynağı olarak yerleştiren galaktik koordinat sistemine dayanır .

Çeyrekler sıra sayıları kullanılarak tanımlanır - örneğin, "1. galaktik kadran", "ikinci galaktik kadran" veya "Samanyolu'nun üçüncü çeyreği". Güneş'ten başlayıp Galaktik Merkezden geçen ışın olarak 0° (sıfır derece) ile kuzey galaktik kutbundan bakıldığında, kadranlar şunlardır:

galaktik
kadran
Galaktik
boylam
(ℓ)

Referans
1 inci 0° ≤ ℓ ≤ 90°
2. 90° ≤ ℓ ≤ 180°
3 üncü 180° ≤ ℓ ≤ 270°
4.
270° ≤ ℓ ≤ 360°
(360° ≅ 0°)

galaktik boylam (ℓ) galaktik merkezin kuzeyinden bakıldığında saat yönünün tersine ( pozitif dönüş ) artan ( Dünya'dan Berenices Takımyıldızı yönünde birkaç yüz bin ışıkyılı uzaklıkta bir bakış açısı ); Galaktik merkezin güneyinden bakıldığında (Oyuncu takımyıldızında benzer şekilde uzaktaki bir bakış açısı ), saat yönünde artar ( negatif dönüş ).

Boyut ve kütle

Samanyolu'nun yapısının bu galaksiye benzer olduğu düşünülüyor (
Hubble tarafından görüntülenen UGC 12158 )

Samanyolu, yaklaşık 170.000–200.000 ışıkyılı (52–61 kpc) çapında ve ortalama olarak yaklaşık 1.000 ly (0,3 kpc) yıldız diski ile Yerel Gruptaki ( Andromeda Gökadası'ndan sonra ) ikinci en büyük gökadadır. ) kalın. Samanyolu'nun göreli fiziksel ölçeğini karşılaştırmak için, Güneş Sistemi'nin Neptün'e kadar olan kısmı ABD çeyreği (24,3 mm ( 0,955 inç)) büyüklüğünde olsaydı, Samanyolu yaklaşık olarak bitişik ABD'nin boyutu olurdu . Göreceli olarak düz galaktik düzlemin üstünde ve altında dalgalanan, Samanyolu'nun çevresini 150.000-180.000 ışıkyılı (46-55 kpc) çapında saran halka benzeri bir yıldız filamenti vardır; bu, Samanyolu'nun kendisinin bir parçası olabilir. .

Samanyolu'nun şematik bir profili.
Kısaltmalar: GNP/GSP: Galaktik Kuzey ve Güney Kutupları

Samanyolu, Güneş'in toplam kütlesinin (8.9 × 10 ) yaklaşık 890 milyar ila 1.54 trilyon katıdır.11 ila 1.54 × 1012 güneş kütlesi), ancak yıldızlar ve gezegenler bunun sadece küçük bir bölümünü oluşturur. Samanyolu'nun kütlesine ilişkin tahminler, kullanılan yönteme ve verilere bağlı olarak değişir. Tahmin aralığının alt sınırı 5,8 × 10'dur11 güneş kütlesi ( M☉ ), Andromeda Galaksisinden biraz daha az . 2009'da Çok Uzun Temel Dizi kullanılarak yapılan ölçümler, Samanyolu'nun dış kenarındaki yıldızlar için 254 km/s (570.000 mph) kadar büyük hızlar buldu. Yörünge hızı yörünge yarıçapı içindeki toplam kütleye bağlı olduğundan, bu Samanyolu'nun daha büyük olduğunu ve kabaca 7 × 10'daki Merkezinin 160.000 ly (49 kpc) içinde 11 M ☉ . 2010 yılında, hale yıldızlarının radyal hızının bir ölçümü, 80 kilo parsek içindeki kütlenin 7 × 1011 M . 2014 yılında yayınlanan bir araştırmaya göre tüm Samanyolu'nun kütlesinin 8,5 × 1011 M , ancak bu Andromeda Galaksisinin kütlesinin sadece yarısı. Samanyolu için yakın zamanda yapılan bir kütle tahmini 1.29 × 1012 M .

Samanyolu'nun kütlesinin çoğu, sıradan madde ile kütleçekimsel olarak etkileşime giren bilinmeyen ve görünmez bir madde biçimi olan karanlık madde gibi görünüyor. Bir karanlık madde halesinin, Galaktik Merkezden yüz kiloparsek (kpc) ötesinde bir mesafeye görece eşit bir şekilde yayılacağı tahmin ediliyor. Samanyolu'nun matematiksel modelleri, karanlık maddenin kütlesinin 1–1.5 × 10 olduğunu gösteriyor12 M . Son çalışmalar, kütle olarak 4,5 × 1012 M ☉ ve 8 × 10kadar küçük11 M . Karşılaştırıldığında, Samanyolu'ndaki tüm yıldızların toplam kütlesinin 4,6 × 1010 M ve 6.43 × 1010 M . Yıldızlara ek olarak, kütlece %90 hidrojen ve %10 helyum içeren, hidrojenin üçte ikisi atomik biçimde ve geri kalan üçte biri moleküler hidrojen olarak bulunan yıldızlararası gaz da vardır. Samanyolu'nun yıldızlararası gazının kütlesi, yıldızlarının toplam kütlesinin %10 ila %15'ine eşittir. Yıldızlararası toz, gazın toplam kütlesinin ek %1'ini oluşturur.

Mart 2019'da gökbilimciler, Samanyolu galaksisinin kütlesinin, yaklaşık 129.000 ışıkyılı yarıçapında 1.5 trilyon güneş kütlesi olduğunu ve daha önceki çalışmalarda belirlenenin iki katından fazla olduğunu bildirdiler ve galaksinin kütlesinin yaklaşık %90'ının olduğunu öne sürdüler . galaksi karanlık maddedir .

İçindekiler

ESO tarafından Samanyolu'nun 360 derecelik panoramik görüntüsü (birleştirilmiş bir fotoğraf mozaiği), galaktik merkez görüntünün ortasında, galaktik kuzey yukarıda
Yıldızlararası gazı, yıldızlar tarafından arkadan aydınlatılan tozu gösteren Gaia EDR3 verileri kullanılarak Samanyolu'nun 360 derecelik görüntüsü (ana yamalar siyahla etiketlenmiştir; beyaz etiketler ana
parlak yıldız parçalarıdır ). Sol yarım küre galaktik merkeze, sağ yarım küre galaktik antik merkeze bakmaktadır.

Samanyolu, 100 ila 400 milyar yıldız ve en az bu kadar gezegen içerir. Kesin bir rakam, özellikle Güneş'ten 300 ly'den (90 adet) daha uzak mesafelerde tespit edilmesi zor olan çok düşük kütleli yıldızların sayılmasına bağlı olacaktır. Karşılaştırma yapmak gerekirse, komşu Andromeda Gökadası tahminen bir trilyon (10 12 ) yıldız içerir. Samanyolu, on milyar beyaz cüce, bir milyar nötron yıldızı ve yüz milyon yıldız karadeliği içerebilir . Yıldızlar arasındaki boşluğu dolduran, yıldızlararası ortam adı verilen bir gaz ve toz diskidir . Bu diskin yarıçapı en azından yıldızlarla karşılaştırılabilir bir genişliğe sahiptir, oysa gaz tabakasının kalınlığı, daha soğuk gaz için yüzlerce ışıkyılı ile daha sıcak gaz için binlerce ışıkyılı arasında değişir.

Samanyolu'ndaki yıldız diski, ötesinde yıldız olmayan keskin bir kenara sahip değildir. Aksine, Samanyolu'nun merkezinden uzaklaştıkça yıldızların konsantrasyonu azalır. Anlaşılamayan nedenlerden dolayı, merkezden yaklaşık 40.000 ışıkyılı (13 kpc) yarıçapın ötesinde, parsek küp başına yıldız sayısı yarıçapla çok daha hızlı düşer. Galaktik diski çevreleyen yıldızlardan ve küresel kümelerden oluşan küresel bir Galaktik Halo'dur ; bu, daha dışa doğru uzanır, ancak boyut olarak Galaktik Merkeze en yakın yaklaşımı yaklaşık 180.000 olan Büyük ve Küçük Macellan Bulutları olan iki Samanyolu uydusunun yörüngeleriyle sınırlıdır. ly (55 kpc). Bu mesafede veya ötesinde, hale nesnelerinin çoğunun yörüngeleri Macellan Bulutları tarafından bozulacaktır. Bu nedenle, bu tür nesneler muhtemelen Samanyolu çevresinden fırlatılacaktır. Samanyolu'nun entegre mutlak görsel büyüklüğünün -20.9 civarında olduğu tahmin ediliyor.

Hem yerçekimi mikromercekleme hem de gezegen geçiş gözlemleri, en az Samanyolu'ndaki yıldızlar kadar yıldızlara bağlı gezegenler olabileceğini ve mikromercekleme ölçümleri, yıldızları barındırmayan yıldızlardan daha fazla haydut gezegen olduğunu gösteriyor. Kepler uzay gözlemevi tarafından beş gezegenli yıldız sistemi Kepler-32'nin Ocak 2013 tarihli bir çalışmasına göre Samanyolu, yıldız başına en az bir gezegen içerir ve 100-400 milyar gezegenle sonuçlanır . Kepler verilerinin Ocak 2013'teki farklı bir analizi, Samanyolu'nda en az 17 milyar Dünya büyüklüğünde ötegezegenin bulunduğunu tahmin ediyor. 4 Kasım 2013'te gökbilimciler, Kepler uzay görevi verilerine dayanarak, Samanyolu'ndaki Güneş benzeri yıldızların ve kırmızı cücelerin yaşanabilir bölgelerinde yörüngede dönen 40 milyar kadar Dünya büyüklüğünde gezegen olabileceğini bildirdi. Bu tahmini gezegenlerin 11 milyarı Güneş benzeri yıldızların etrafında dönüyor olabilir. 2016'da yapılan bir araştırmaya göre, en yakın ötegezegen, kırmızı cüce Proxima Centauri'nin yörüngesinde dolanan 4,2 ışıkyılı uzaklıkta olabilir . Bu tür Dünya büyüklüğündeki gezegenlerin sayısı gaz devlerinden daha fazla olabilir. Dış gezegenlerin yanı sıra, Güneş Sistemi'nin ötesindeki kuyruklu yıldızlar olan " dış kuyruklu yıldızlar " da tespit edildi ve Samanyolu'nda yaygın olabilir. Daha yakın zamanlarda, Kasım 2020'de, Samanyolu Gökadasında 300 milyondan fazla yaşanabilir ötegezegen olduğu tahmin ediliyor.

Yapı

Samanyolu'nun genel yapısının farklı unsurlarına genel bakış.
Çörek şeklindeki turuncu-sarı halkayla çevrili karanlık bir nokta
Event Horizon Teleskobu tarafından radyo dalgalarında görüntülenen süper kütleli kara delik Yay A* . Merkezi karanlık nokta, olay ufkundan daha büyük olan kara deliğin gölgesidir .
Chandra X-ışını Gözlemevi tarafından tespit edildiği üzere, Samanyolu'nun merkezindeki Yay A* 'dan (iç kısım) gelen parlak X-ışını parlamaları .
Sanatçının, Samanyolu'nun farklı bakış noktalarından nasıl görüneceğine dair izlenimi – uçtan uca görüş alanlarından, fıstık kabuğu şeklindeki yapı, galaksinin merkezi çıkıntısıyla karıştırılmamalıdır; Yukarıdan bakıldığında, bu yapıdan sorumlu olan merkezi dar çubuk, birçok sarmal kol ve bunlarla ilişkili toz bulutları gibi açıkça görünmektedir.

Samanyolu, çarpık bir gaz, toz ve yıldız diski ile çevrili çubuk şeklinde bir çekirdek bölgeden oluşur. Samanyolu içindeki kütle dağılımı, nispeten gevşek sarılmış kolları olan sarmal gökadaları temsil eden Hubble sınıflandırmasındaki Sbc tipine çok benzemektedir. Gökbilimciler ilk olarak 1960'larda Samanyolu'nun sıradan bir sarmal gökada yerine çubuklu sarmal bir gökada olduğunu varsaymaya başladılar. Bu varsayımlar, 2005 yılında Samanyolu'nun merkez çubuğunun önceden düşünülenden daha büyük olduğunu gösteren Spitzer Uzay Teleskobu gözlemleriyle doğrulandı .

Galaktik Merkez

Güneş, Galaktik Merkezden 25.000–28.000 ly (7.7–8.6 kpc) uzaklıktadır. Bu değer, geometrik tabanlı yöntemler kullanılarak veya standart mum görevi gören seçilmiş astronomik nesnelerin farklı tekniklerle bu yaklaşık aralık içinde çeşitli değerler vererek ölçülmesiyle tahmin edilir. İç kısımdaki birkaç kiloparsekte (yaklaşık 10.000 ışıkyılı yarıçapında), şişkinlik adı verilen kabaca küremsi bir biçimde, çoğunlukla yaşlı yıldızların yoğun bir konsantrasyonu bulunur . Samanyolu'nun önceki galaksiler arasındaki çarpışma ve birleşme nedeniyle bir şişkinlikten yoksun olduğu ve bunun yerine sadece merkez çubuğunun oluşturduğu sahte bir şişkinliğe sahip olduğu öne sürülmüştür . Bununla birlikte, literatürde, çubuktaki kararsızlıkların yarattığı (fıstık kabuğu) şekilli yapı ile 0,5 kpc'lik bir beklenen yarı ışık yarıçapına sahip olası bir şişkinlik arasındaki kafa karışıklığı çoktur.

Galaktik Merkez, Sagittarius A* ( Sagittarius A-star olarak telaffuz edilir ) adlı yoğun bir radyo kaynağı tarafından işaretlenmiştir . Malzemenin merkez etrafındaki hareketi, Yay A*'nın büyük, kompakt bir nesneyi barındırdığını gösterir. Bu kütle konsantrasyonu en iyi, tahmini kütlesi Güneş'in kütlesinin 4,1-4,5 milyon katı olan bir süper kütleli kara delik (SMBH) olarak açıklanabilir . SMBH'nin toplanma hızı, yaklaşık olarak tahmin edilen, aktif olmayan bir galaktik çekirdek ile tutarlıdır.1 × 10 −5 M yılda. Gözlemler, çoğu normal gökadanın merkezine yakın konumlanmış SMBH'ler olduğunu göstermektedir.

Samanyolu çubuğunun doğası aktif olarak tartışılıyor, yarım uzunluğu ve yönü için tahminler 1 ila 5 kpc (3.000–16.000 ly) ve Dünya'dan Galaktik Merkeze görüş hattına göre 10-50 derece arasında değişiyor. Bazı yazarlar, Samanyolu'nun biri diğerinin içine yerleştirilmiş iki farklı çubuk içerdiğini savunuyorlar. Bununla birlikte, RR Lyrae tipi yıldızlar, belirgin bir Galaktik çubuğun izini sürmez. Çubuk, Samanyolu'nda bulunan moleküler hidrojenin büyük bir kısmını ve ayrıca Samanyolu'nun yıldız oluşum aktivitesinin çoğunu içeren "5 kpc halka" adı verilen bir halka ile çevrili olabilir. Andromeda Gökadası'ndan bakıldığında, Samanyolu'nun en parlak özelliği olurdu. Çekirdekten gelen X-ışını emisyonu, merkezdeki çubuğu ve Galaktik sırtı çevreleyen devasa yıldızlarla aynı hizada .

Gama ışınları ve x-ışınları

1970'den beri, çeşitli gama ışını algılama misyonları, galaktik merkezin genel yönünden gelen 511 keV gama ışınlarını keşfetti . Bu gama ışınları, elektronlarla yok olan pozitronlar (antielektronlar) tarafından üretilir . 2008'de, gama ışınlarının kaynaklarının dağılımının, düşük kütleli X-ışını ikililerinin dağılımına benzediği bulundu . ve yok etmek. Gözlemler hem NASA hem de ESA'nın uyduları tarafından yapıldı. 1970'de gama ışını dedektörleri, yayan bölgenin yaklaşık 10.000 ışıkyılı ve yaklaşık 10.000 güneşlik bir parlaklık olduğunu buldu.

2010 yılında, Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu'ndan alınan veriler kullanılarak Samanyolu çekirdeğinin kuzeyinde ve güneyinde, yüksek enerjili gama emisyonlu iki devasa küresel kabarcık tespit edildi . Kabarcıkların her birinin çapı yaklaşık 25.000 ışıkyılı (7.7 kpc) (veya galaksinin tahmini çapının yaklaşık 1/4'ü kadar); güney yarımkürenin gece göğünde Grus'a ve Başak'a kadar uzanırlar. Daha sonra, Parkes Teleskobu ile radyo frekanslarında yapılan gözlemler, Fermi baloncuklarıyla ilişkili polarize emisyonu belirledi. Bu gözlemler en iyi, Samanyolu'nun 640 ly (200 adet) merkezindeki yıldız oluşumu tarafından yönlendirilen manyetize bir akış olarak yorumlanır.

Daha sonra, 5 Ocak 2015'te NASA, Sagittarius A*'dan bir rekor kıran, normalden 400 kat daha parlak bir X-ışını parlaması gözlemlediğini bildirdi . Olağandışı olay, kara deliğe düşen bir asteroidin parçalanmasından veya Sagittarius A*'ya akan gazın içindeki manyetik alan çizgilerinin dolaşmasından kaynaklanmış olabilir.

Spiral kollar

Galaktik çubuğun yerçekimi etkisinin dışında, yıldızlararası ortamın yapısı ve Samanyolu diskindeki yıldızların yapısı dört sarmal kol halinde düzenlenmiştir. Spiral kollar tipik olarak, H II bölgeleri ve moleküler bulutlar tarafından izlendiği gibi, Galaktik ortalamadan daha yüksek bir yıldızlararası gaz ve toz yoğunluğunun yanı sıra daha yüksek bir yıldız oluşumu konsantrasyonu içerir .

Samanyolu'nun sarmal yapısı belirsizdir ve şu anda Samanyolu'nun kollarının doğası hakkında bir fikir birliği yoktur. Kusursuz logaritmik sarmal desenler, Güneş'in yakınındaki özellikleri yalnızca kabaca tanımlar, çünkü galaksiler genellikle dallanan, birleşen, beklenmedik bir şekilde bükülen ve bir dereceye kadar düzensizlik gösteren kollara sahiptir. Bir mahmuz / Yerel kol içindeki Güneş'in olası senaryosu, bu noktayı vurgular ve bu tür özelliklerin muhtemelen benzersiz olmadığını ve Samanyolu'nun başka bir yerinde bulunduğunu gösterir. Kolların eğim açısı tahminleri yaklaşık 7° ila 25° arasında değişir. Samanyolu Gökadası'nın merkezinin yakınında başlayan dört sarmal kol olduğu düşünülüyor. Bunlar, aşağıdaki resimde gösterilen kolların konumları ile şu şekilde adlandırılır:

Samanyolu'nun sarmal kollarının gözlemlenen (normal çizgiler) ve tahmin edilen (noktalı çizgiler) yapısı, galaksinin kuzeyinden bakıldığında – galaksi bu görünümde saat yönünde döner. Güneş'in konumundan (üst orta) yayılan gri çizgiler, karşılık gelen takımyıldızların üç harfli kısaltmalarını listeler.
Renk Silâh)
turkuaz 3 kpc'ye yakın Arm ve Perseus Arm
mavi Norma ve Dış kol (2004'te keşfedilen uzantı ile birlikte)
Yeşil Scutum-Kentaurus Kolu
kırmızı Karina-Yay Kolu
Aşağıdakiler dahil en az iki küçük kol veya mahmuz vardır:
Portakal Orion-Cygnus Kolu (Güneş ve Güneş Sistemini içerir)
Spitzer, görünür ışıkta görülemeyenleri ortaya çıkarır: daha soğuk yıldızlar (mavi), ısıtılmış toz (kırmızımsı renk) veortadaki parlak beyaz nokta olarak Sgr A* .
Sanatçının, Samanyolu'nun iki büyük yıldız kolu ve bir çubukla sarmal yapısı anlayışı.

İki sarmal kol, Scutum-Centaurus kolu ve Karina-Yay kolu, Güneş'in Samanyolu'nun merkezi etrafındaki yörüngesinin içinde teğet noktalara sahiptir. Bu kollar, Galaktik diskteki yıldızların ortalama yoğunluğuna kıyasla daha fazla yıldız içeriyorsa, teğet noktasına yakın yıldızları sayarak tespit edilebilir. Öncelikli olarak kırmızı devlere duyarlı olan ve tozun yok olmasından etkilenmeyen iki yakın kızılötesi ışık araştırması, Scutum-Centaurus kolunda öngörülen fazlalığı saptadı, ancak Karina-Yay kolunda değil: Scutum-Centaurus Kolu yaklaşık %30 içerir sarmal bir kolun yokluğunda beklenenden daha fazla kırmızı dev . Bu gözlem, Samanyolu'nun yalnızca iki büyük yıldız koluna sahip olduğunu gösteriyor: Kahraman kolu ve Scutum-Centaurus kolu. Kolların geri kalanı aşırı gaz içerir, ancak aşırı yaşlı yıldızlar içermez. Aralık 2013'te gökbilimciler, genç yıldızların ve yıldız oluşum bölgelerinin dağılımının Samanyolu'nun dört kollu sarmal tanımıyla eşleştiğini buldular. Böylece, Samanyolu'nun yaşlı yıldızların izlediği gibi iki sarmal kolu ve gaz ve genç yıldızların izlediği gibi dört sarmal kolu var gibi görünüyor. Bu bariz tutarsızlığın açıklaması belirsizdir.

WISE tarafından tespit edilen kümeler, Samanyolu'nun sarmal kollarını izlemek için kullanıldı.

Yaklaşık 3 kpc Kol ( Genişleyen 3 kpc Kol veya basitçe 3 kpc Kol olarak da adlandırılır ) 1950'lerde astronom van Woerden ve işbirlikçileri tarafından HI ( atomik hidrojen ) 21 santimetre radyo ölçümleri yoluyla keşfedildi. Merkez çıkıntıdan 50 km/s'den fazla bir hızla genişlediği bulundu . Dördüncü galaktik kadranda, Güneş'ten yaklaşık 5,2 kpc ve Galaktik Merkezden 3,3 kpc uzaklıkta yer almaktadır . Uzak 3 kpc Kolu, 2008 yılında astronom Tom Dame (Harvard–Smithsonian CfA) tarafından keşfedildi. Galaktik Merkezden 3 kpc (yaklaşık 10.000 ly ) uzaklıkta birinci galaktik kadranda bulunur .

2011 yılında yayınlanan bir simülasyon, Samanyolu'nun sarmal kol yapısını Yay Cüce Eliptik Gökadası ile tekrarlanan çarpışmalar sonucunda elde etmiş olabileceğini öne sürdü .

Samanyolu'nun iki farklı sarmal desen içerdiği öne sürülmüştür: içte hızlı dönen Yay kolunun oluşturduğu ve dışta ise dönüş hızı daha yavaş olan ve kolları sıkı olan Karina ve Kahraman kollarının oluşturduğu dış. yara. Farklı sarmal kolların dinamiklerinin sayısal simülasyonları tarafından önerilen bu senaryoda, dış model bir dış sahte oluşturma oluşturacak ve iki model Kuğu kolu ile bağlanacaktır.

"Nessie" olarak adlandırılan uzun ipliksi moleküler bulut, muhtemelen Scutum-Centarus Kolunun yoğun bir "omurgasını" oluşturur.

Ana sarmal kolların dışında, milyarlarca yıl önce diğer galaksilerden parçalanmış bir gaz ve yıldız halkası olan Monoceros Halkası (veya Dış Halka) bulunur. Bununla birlikte, bilim camiasının birkaç üyesi yakın zamanda Tekboynuzlu yapının Samanyolu'nun genişlemiş ve çarpık kalın diski tarafından üretilen aşırı yoğunluktan başka bir şey olmadığını doğrulayarak pozisyonlarını yeniden ifade ettiler . Samanyolu'nun diskinin yapısı bir "S" eğrisi boyunca çarpıktır .

hale

Galaktik disk, eski yıldızlardan ve küresel kümelerden oluşan küresel bir hale ile çevrilidir ve bunların %90'ı Galaktik Merkez'in 100.000 ışıkyılı (30 kpc) içinde yer alır. Bununla birlikte, Galaktik Merkezden 200.000 ışıkyılı uzaklıkta olan PAL 4 ve AM 1 gibi birkaç küresel küme daha uzakta bulunmuştur. Samanyolu'nun kümelerinin yaklaşık %40'ı geriye dönük yörüngelerdedir, bu da Samanyolu'nun dönüşünden ters yönde hareket ettikleri anlamına gelir. Küresel kümeler, bir gezegenin bir yıldızın etrafındaki eliptik yörüngesinin aksine, Samanyolu etrafındaki rozet yörüngelerini takip edebilir.

Disk, bazı dalga boylarında görüşü engelleyen toz içermesine rağmen, halo bileşeni yoktur. Aktif yıldız oluşumu diskte (özellikle yüksek yoğunluklu alanları temsil eden sarmal kollarda) gerçekleşir, ancak yıldızlara çökecek çok az soğuk gaz olduğundan halede gerçekleşmez. Açık kümeler ayrıca öncelikle diskte bulunur.

21. yüzyılın başlarındaki keşifler, Samanyolu'nun yapısına ilişkin bilgilere boyut kattı. Andromeda Gökadası'nın (M31) diskinin önceden düşünülenden çok daha uzağa uzandığının keşfedilmesiyle, Samanyolu'nun diskinin daha uzağa uzanma olasılığı aşikardır ve bu, Gökada'nın Dış Kol uzantısının keşfinden elde edilen kanıtlarla desteklenmektedir. Cygnus Kolu ve Scutum-Centaurus Kolunun benzer bir uzantısı . Yay Cüce Eliptik Galaksisinin keşfiyle birlikte, cücenin kutupsal yörüngesi ve Samanyolu ile etkileşimi onu parçalara ayırdığı için bir galaktik enkaz şeridinin keşfi geldi. Benzer şekilde, Büyük Köpek Cüce Gökadası'nın keşfiyle, Samanyolu ile etkileşiminden kaynaklanan bir gökada enkaz halkasının Galaktik diski çevrelediği keşfedildi.

Kuzey gökyüzünün Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması, Samanyolu içinde, mevcut modellere uymayan devasa ve dağınık bir yapı (dolunayın yaklaşık 5.000 katı büyüklüğünde bir alana yayılmış) gösteriyor. Yıldız koleksiyonu, Samanyolu'nun sarmal kollarının düzlemine neredeyse dik olarak yükselir. Önerilen olası yorum, bir cüce gökadanın Samanyolu ile birleşmesidir. Bu gökada geçici olarak Başak Yıldız Akıntısı olarak adlandırılmıştır ve yaklaşık 30.000 ışıkyılı (9 kpc) uzaklıkta Başak yönünde bulunur.

gaz halesi

Yıldız halesine ek olarak, Chandra X-ışını Gözlemevi, XMM-Newton ve Suzaku, büyük miktarda sıcak gaz içeren gazlı bir hale olduğuna dair kanıt sağladı. Halo, yıldız halesinden çok daha uzak ve Büyük ve Küçük Macellan Bulutlarının mesafesine yakın, yüzbinlerce ışıkyılı boyunca uzanır . Bu sıcak halenin kütlesi neredeyse Samanyolu'nun kütlesine eşittir. Bu halo gazının sıcaklığı 1 ila 2,5 milyon K (1,8 ila 4,5 milyon °F) arasındadır.

Uzak galaksilerin gözlemleri, Evrenin sadece birkaç milyar yaşındayken, karanlık madde kadar baryonik (sıradan) maddenin yaklaşık altıda birine sahip olduğunu gösteriyor. Bununla birlikte, Samanyolu gibi yakın galaksilerin gözlemlerine dayanarak modern Evrende bu baryonların sadece yarısı açıklanmaktadır. Halo kütlesinin Samanyolu kütlesiyle karşılaştırılabilir olduğu bulgusu doğrulanırsa, Samanyolu çevresindeki kayıp baryonların kimliği olabilir.

Galaktik dönüş

Samanyolu için
galaksi dönüş eğrisi – dikey eksen galaktik merkez etrafındaki dönüş hızıdır; yatay eksen kpcs cinsinden galaktik merkezden uzaklıktır; güneş sarı bir top ile işaretlenmiştir; gözlemlenen dönüş hızı eğrisi mavidir; Samanyolu'ndaki yıldız kütlesine ve gaza dayalı tahmin edilen eğri kırmızıdır; kabaca gri çubuklarla gösterilen gözlemlerde saçılma, fark karanlık maddeden kaynaklanmaktadır

Samanyolu'ndaki yıldızlar ve gaz, merkezi etrafında farklı şekillerde dönerler, bu da dönme periyodunun konuma göre değiştiği anlamına gelir. Sarmal gökadalar için tipik olduğu gibi, Samanyolu'ndaki çoğu yıldızın yörünge hızı, merkezden uzaklıklarına güçlü bir şekilde bağlı değildir. Merkezi çıkıntı veya dış çemberden uzakta, tipik yıldız yörünge hızı 210 ± 10 km/s (470.000 ± 22.000 mph) arasındadır. Bu nedenle, tipik bir yıldızın yörünge periyodu, yalnızca kat edilen yolun uzunluğu ile doğru orantılıdır. Bu, iki cisim yerçekimi dinamiklerinin hakim olduğu ve farklı yörüngelerin kendileriyle ilişkili önemli ölçüde farklı hızlara sahip olduğu Güneş Sistemi içindeki duruma benzemez. Dönme eğrisi (şekilde gösterilen) bu dönüşü tanımlar. Samanyolu'nun merkezine doğru yörünge hızları çok düşüktür, oysa 7 kpcs'nin ötesinde hızlar, evrensel yerçekimi yasasından beklenebilecek olanla eşleşmek için çok yüksektir.

Samanyolu yalnızca yıldızlarda, gazlarda ve diğer baryonik (sıradan) maddelerde gözlemlenen kütleyi içeriyorsa, merkezden uzaklaştıkça dönme hızı azalacaktır. Bununla birlikte, gözlemlenen eğri nispeten düzdür, bu da doğrudan elektromanyetik radyasyonla tespit edilemeyen ek kütle olduğunu gösterir. Bu tutarsızlık karanlık maddeye atfedilir. Samanyolu'nun dönüş eğrisi, galaksilerde karanlık maddenin varlığının en iyi kanıtı olan sarmal galaksilerin evrensel dönüş eğrisi ile uyumludur . Alternatif olarak, gökbilimcilerin bir azınlığı, yerçekimi kanununun değiştirilmesinin gözlemlenen dönme eğrisini açıklayabileceğini öne sürüyor .

oluşum

Tarih

Samanyolu, Big Bang'den kısa bir süre sonra Evrendeki kütle dağılımında bir veya birkaç küçük aşırı yoğunluk olarak başladı . Bu aşırı yoğunluklardan bazıları, şu anda Samanyolu olan şeyde kalan en eski yıldızların oluştuğu küresel kümelerin tohumlarıydı. Samanyolu'ndaki maddenin neredeyse yarısı diğer uzak galaksilerden gelmiş olabilir. Bununla birlikte, bu yıldızlar ve kümeler artık Samanyolu'nun yıldız halesini oluşturmaktadır. İlk yıldızların doğumundan birkaç milyar yıl sonra, Samanyolu'nun kütlesi yeterince büyüktü, öyle ki nispeten hızlı dönüyordu. Açısal momentumun korunumu nedeniyle, bu, gaz halindeki yıldızlararası ortamın kabaca küresel bir şekilden bir diske çökmesine neden oldu. Bu nedenle, bu sarmal diskte daha sonraki yıldız nesilleri oluştu. Güneş de dahil olmak üzere çoğu genç yıldızın diskte olduğu gözlemlenir.

İlk yıldızlar oluşmaya başladığından beri, Samanyolu, hem galaksi birleşmeleri (özellikle Samanyolu'nun büyümesinin başlarında) hem de doğrudan Galaktik haleden gaz birikmesi yoluyla büyümüştür. Samanyolu şu anda Macellan Akıntısı yoluyla en büyük uydu gökadalarından ikisi olan Büyük ve Küçük Macellan Bulutları da dahil olmak üzere birkaç küçük gökadadan malzeme topluyor . Smith Bulutu gibi yüksek hızlı bulutlarda doğrudan gaz birikimi gözlemlenir . Kozmolojik simülasyonlar, 11 milyar yıl önce, Kraken olarak adlandırılan özellikle büyük bir galaksiyle birleştiğini gösteriyor . Bununla birlikte, Samanyolu'nun yıldız kütlesi, açısal momentum ve en dış bölgelerindeki metaliklik gibi özellikleri, son 10 milyar yılda büyük gökadalarla birleşmediğini göstermektedir. Yakın zamandaki büyük birleşmelerin bu eksikliği, benzer sarmal gökadalar arasında olağandışıdır; komşusu Andromeda Gökadası, nispeten büyük gökadalarla daha yakın tarihli birleşmelerle şekillenen daha tipik bir tarihe sahip görünüyor.

Son araştırmalara göre, Samanyolu ve Andromeda Gökadası, gökada renk-büyüklük diyagramında "yeşil vadi" olarak bilinen, "mavi bulut"tan (aktif olarak oluşan gökadalar) geçiş halindeki gökadalar tarafından doldurulan bir bölgede yer alır. yeni yıldızlar) "kırmızı diziye" (yıldız oluşumu olmayan galaksiler) doğru. Yeşil vadi gökadalarındaki yıldız oluşum faaliyeti, yıldızlararası ortamda yıldız oluşturan gaz tükendikçe yavaşlıyor. Benzer özelliklere sahip simüle edilmiş gökadalarda, yıldız oluşumu tipik olarak şu andan itibaren yaklaşık beş milyar yıl içinde sönmüş olacak, hatta hem Samanyolu hem de Andromeda arasındaki çarpışma nedeniyle yıldız oluşum oranındaki beklenen, kısa vadeli artışı hesaba katacak. Gökada. Aslında, Samanyolu'na benzer diğer gökadaların ölçümleri, onun hâlâ yeni yıldızlar oluşturan en kırmızı ve en parlak sarmal gökadalar arasında olduğunu ve en mavi kırmızı dizi gökadalarından sadece biraz daha mavi olduğunu gösteriyor.

Yaş ve kozmolojik tarih

10 milyar yıl önce, Güneş'in oluşumundan yaklaşık 3,6 milyar yıl ve 5 milyar yıl önce Samanyolu'ndaki varsayımsal bir gezegenin gece gökyüzü ile gece gökyüzünün karşılaştırılması.

Küresel kümeler, Samanyolu'ndaki en eski nesneler arasındadır ve bu nedenle Samanyolu'nun yaşı için bir alt sınır belirler. Samanyolu'ndaki tek tek yıldızların yaşları, toryum-232 ve uranyum-238 gibi uzun ömürlü radyoaktif elementlerin bolluğu ölçülerek ve ardından sonuçların orijinal bolluk tahminleriyle karşılaştırılmasıyla tahmin edilebilir, bu teknik nükleokosokronoloji adı verilen bir tekniktir . Bu verim değerleri CS 31082-001 için yaklaşık 12,5 ± 3 milyar yıllık ve BD +17° 3248 için 13,8 ± 4 milyar yıldır . Beyaz cüce bir kez oluştuğunda, ışınımsal soğumaya başlar ve yüzey sıcaklığı sürekli olarak düşer. Bu beyaz cücelerin en soğuklarının sıcaklıklarını ölçerek ve onları beklenen başlangıç ​​sıcaklıklarıyla karşılaştırarak bir yaş tahmini yapılabilir. Bu teknikle küresel küme M4'ün yaşı 12,7 ± 0,7 milyar yıl olarak tahmin edildi . Bu kümelerin en eskisinin yaş tahminleri, 12,6 milyar yıllık en uygun tahmini ve 16 milyar yıllık %95 güven üst sınırını verir.

Kasım 2018'de gökbilimciler, evrendeki en eski yıldızlardan birinin keşfini bildirdiler . Yaklaşık 13,5 milyar yıllık 2MASS J18082002-5104378 B, neredeyse tamamen Büyük Patlama'dan salınan malzemelerden yapılmış ultra metal bakımından fakir (UMP) bir yıldızdır ve muhtemelen ilk yıldızlardan biridir. Samanyolu galaksisindeki yıldızın keşfi, galaksinin önceden düşünülenden en az 3 milyar yıl daha yaşlı olabileceğini düşündürüyor.

Samanyolu'nun halesinde, ölçülen yaşları Evrenin 13.80 milyar yıllık yaşına çok yakın olan birkaç bireysel yıldız bulundu . 2007 yılında, galaktik haledeki bir yıldız olan HE 1523-0901'in yaklaşık 13,2 milyar yaşında olduğu tahmin ediliyordu. O dönemde Samanyolu'nda bilinen en eski nesne olan bu ölçüm, Samanyolu'nun yaşı konusunda bir alt sınır koydu. Bu tahmin, R-prosesi tarafından yaratılan toryum ve diğer elementlerin varlığından kaynaklanan spektral çizgilerin göreli kuvvetlerini ölçmek için Çok Büyük Teleskobun UV-Görsel Echelle Spektrografı kullanılarak yapılmıştır . Çizgi kuvvetleri, yıldızın yaşının bir tahmininin nükleokozmokronoloji kullanılarak elde edilebildiği farklı temel izotopların bolluğunu verir . Başka bir yıldız olan HD 140283, 14,5 ± 0,7 milyar yaşındadır.

Dünya'nın atmosferik bozulmasını düzeltmek için uyarlamalı optik kullanan gözlemlere göre, galaksinin şişkinliğindeki yıldızlar yaklaşık 12,8 milyar yaşında.

Galaktik ince diskteki yıldızların yaşı da nükleokozmokronoloji kullanılarak tahmin edilmiştir. İnce disk yıldızlarının ölçümleri, ince diskin 8,8 ± 1,7 milyar yıl önce oluştuğuna dair bir tahmin verir. Bu ölçümler, galaktik halenin oluşumu ile ince disk arasında neredeyse 5 milyar yıllık bir ara olduğunu gösteriyor. Binlerce yıldızın kimyasal imzalarının son analizi, 10 ila 8 milyar yıl önce, yıldızlararası gazın aynı oranda yeni yıldızlar oluşturamayacak kadar sıcak olduğu disk oluşumu sırasında yıldız oluşumunun bir büyüklük sırası düşmüş olabileceğini gösteriyor. eskisi gibi.

Samanyolu'nu çevreleyen uydu gökadalar rastgele dağılmamıştır, ancak 500.000 ışıkyılı çapında ve 50.000 ışıkyılı genişliğinde bir halka yapısı üreten daha büyük bir sistemin parçalanmasının sonucu gibi görünmektedir. Galaksiler arasında, Andromeda Gökadası ile 4 milyar yılda beklenene benzer yakın karşılaşmalar, zamanla birleşerek ana diske keyfi bir açıda bir halkada cüce gökadalar oluşturabilen devasa gaz kuyruklarını koparır.

galaksiler arası mahalle

Samanyolu'na göre Yerel Gruptaki galaksilerin diyagramı

Samanyolu ve Andromeda Galaksisi, Yerel Grup olarak bilinen, kendisi de Yerel Sayfa'nın ve dolayısıyla Başak Üstkümesi'nin bir parçası olan bir Yerel Boşluk ile çevrili, birbirine yakın 50 gökadadan oluşan bir gruba ait dev sarmal gökadalardan oluşan ikili bir sistemdir . Başak Üstkümesi'ni çevreleyen, birçok galaksiden yoksun bir dizi boşluk, "kuzeyde" Mikroskop Boşluğu, "solda" Heykeltıraş Boşluğu, "sağda" Çoban Boşluğu ve "Büyük Köpekler Boşluğu". güneş ışığı". Bu boşluklar zamanla şekil değiştirerek galaksilerin ipliksi yapılarını oluşturur. Örneğin Başak Üstkümesi, Laniakea adı verilen daha büyük bir yapının parçasını oluşturan Büyük Çekici'ye doğru çekilmektedir .

Yerel Grup'taki iki küçük gökada ve bir dizi cüce gökada Samanyolu'nun yörüngesinde döner. Bunların en büyüğü, 14.000 ışıkyılı çapındaki Büyük Macellan Bulutu'dur . Yakın bir arkadaşı var, Küçük Macellan Bulutu . Macellan Akıntısı, bu iki küçük gökadadan gökyüzünün 100° boyunca uzanan bir nötr hidrojen gazı akıntısıdır. Akışın, Samanyolu ile gelgit etkileşimlerinde Macellan Bulutlarından sürüklendiği düşünülüyor. Samanyolu yörüngesinde dönen cüce gökadalardan bazıları Büyük Köpek Cüce (en yakın), Yay Cüce Eliptik Gökada, Küçükayı Cüce, Heykeltıraş Cüce, Sekstans Cüce, Fornax Cüce ve Aslan I Cüce'dir . Samanyolu'nun en küçük cüce gökadaları sadece 500 ışıkyılı çapındadır. Bunlara Carina Cüce, Draco Cüce ve Leo II Cüce dahildir . 2015 yılında gece gökyüzünün nispeten küçük bir bölümünde Samanyolu'nun dokuz yeni uydusunun tespit edilmesiyle desteklenen, Samanyolu'na dinamik olarak bağlı olan hala tespit edilmemiş cüce gökadalar olabilir. Omega Centauri'nin atası gibi Samanyolu tarafından zaten emildi .

2014'te araştırmacılar, Samanyolu'nun çoğu uydu gökadasının çok büyük bir diskte bulunduğunu ve aynı yönde yörüngede döndüğünü bildirdi. Bu bir sürpriz oldu: Standart kozmolojiye göre, uydu gökadalar karanlık madde halelerinde oluşmalı ve geniş bir alana dağılmalı ve rastgele yönlerde hareket etmelidir. Bu tutarsızlık hala tam olarak açıklanamamıştır.

Ocak 2006'da araştırmacılar, Samanyolu'nun diskindeki şimdiye kadar açıklanamayan eğriliğin şimdi haritalandırıldığını ve Büyük ve Küçük Macellan Bulutları tarafından Samanyolu'nun yörüngesinde dönerken oluşturulan ve onlar kenarlarından geçirin. Daha önce, Samanyolu'nun kütlesinin yaklaşık %2'sini oluşturan bu iki gökada, Samanyolu'nu etkilemek için çok küçük kabul ediliyordu. Bununla birlikte, bir bilgisayar modelinde, bu iki gökadanın hareketi, daha büyük Samanyolu üzerindeki etkilerini artıran bir karanlık madde uyanışı yaratır.

Mevcut ölçümler, Andromeda Gökadasının bize 100 ila 140 km/s (220.000 ila 310.000 mil/sa) hızla yaklaştığını gösteriyor. 3 ila 4 milyar yıl içinde, bilinmeyen yanal bileşenlerin galaksilerin göreli hareketindeki önemine bağlı olarak bir Andromeda-Samanyolu çarpışması olabilir. Çarpışırlarsa, tek tek yıldızların birbirleriyle çarpışma olasılığı son derece düşüktür, ancak bunun yerine iki gökada, yaklaşık bir milyar yıl boyunca tek bir eliptik gökada veya belki de büyük bir disk gökada oluşturmak için birleşecektir .

Hız

Özel görelilik, Samanyolu'nu karşılaştırmak için uzayda "tercih edilen" eylemsiz bir referans çerçevesi olmadığını belirtse de, Samanyolu'nun kozmolojik referans çerçevelerine göre bir hızı vardır .

Böyle bir referans çerçevesi, uzayın genişlemesi nedeniyle galaksi kümelerinin görünen hareketleri olan Hubble akışıdır . Samanyolu da dahil olmak üzere bireysel galaksiler, ortalama akışa göre tuhaf hızlara sahiptir. Bu nedenle, Samanyolu'nu Hubble akışıyla karşılaştırmak için, Evren'in genişlemesinin yerel, rastgele hareketlere hakim olması için yeterince büyük bir hacim düşünülmelidir. Yeterince büyük bir hacim, bu hacimdeki galaksilerin ortalama hareketinin Hubble akışına eşit olduğu anlamına gelir. Gökbilimciler, Samanyolu'nun bu yerel birlikte hareket eden referans çerçevesine göre yaklaşık 630 km/s (1.400.000 mph) hızla hareket ettiğine inanıyor. Samanyolu, Büyük Çekici'nin ve arkasındaki Shapley Üstkümesi de dahil olmak üzere diğer gökada kümelerinin genel yönünde hareket ediyor . Yerel Grup (diğerlerinin yanı sıra Samanyolu ve Andromeda Gökadası'nı da içeren kütleçekimsel olarak bağlı bir gökada kümesi), Başak Kümesi'nin yakınında ortalanmış Yerel Üstküme adı verilen bir üstkümenin parçasıdır : birbirlerinden 967 km uzakta hareket etmelerine rağmen /s (2.160.000 mph) Hubble akışının bir parçası olarak, bu hız, Yerel Grup ve Başak Kümesi arasındaki yerçekimi çekiminden dolayı 16,8 milyon pc mesafe göz önüne alındığında beklenenden daha düşüktür.

Başka bir referans çerçevesi, kozmik mikrodalga arka planı (CMB) tarafından sağlanır. Samanyolu, SPK'nın fotonlarına göre 552 ± 6 km/s (1.235.000 ± 13.000 mph) hızla 10.5 sağa yükselişe, -24° sapmaya doğru hareket ediyor ( J2000 dönemi, Hydra merkezine yakın ). Bu hareket, Kozmik Arka Plan Gezgini (COBE) ve Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Sondası (WMAP) gibi uydular tarafından CMB'ye dipol katkısı olarak gözlemlenir, çünkü CMB çerçevesindeki dengedeki fotonlar hareket yönünde maviye kayar . ve ters yönde kırmızıya kaymıştır .

Ayrıca bakınız

notlar

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar