gov-civil-vilareal.ptKje se nahaja Sonce v Rimski cesti?
>Dobim e -pošto. Večino časa ljudje postavljajo vprašanje ali dve, ki so zmožni Googla (namig), včasih pa moram odgovoriti tudi malo. Všeč so mi, ker to pomeni, da se moram naučiti kaj.
V tem primeru, Bad Reader Joshua Brown, je šlo za Sončevo lokacijo v galaksiji. Ne kako daleč smo od središča, ki ga zdaj precej dobro poznamo (približno 26.700 svetlobnih let), ampak kako daleč smo od sredino letala galaksije. Naše Galaksija Rimska cesta je ploski disk premera 100.000 svetlobnih let, vendar je debel tudi približno 2.000 svetlobnih let. Dejansko debelino je težko določiti, saj zvezde nekako zbledijo, ko greš gor (ali dol) od diska, kot se zemeljsko ozračje razredči, ko povečuješ višino. Kako debel je odvisen tudi od tega, kaj merite!
Infrardeča slika galaksije po vsem nebu se preslika tako, da ploski disk galaksije teče skozi središče, središče pa je središče galaksije. Smo v galaksiji, zato je ta slika podobna pogledu nazaj proti središču galaksije, pri čemer se disk razteza za nami. Galaktični sever je navzgor in srednja ravnina prereže točno na polovici diska. Kredit: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF
V galaksiji sta dejansko dva diska: a debel disk in a tanek disk , s tankim diskom na sredini debelega. Predstavljajte si, da je galaksija dvoslojna torta z zmrzaljo med plastmi. Mraz je tanek disk, gobica za torto pa debela. Če sta obe gobni plasti popolnoma enake višine, bi galaktična srednja ravnina vodoravno prerezala točno skozi sredino zmrzalne plasti med njima. Če želite dati občutek lestvice, če je torta visoka 10 cm (debelina od zgoraj navzdol debelega diska), potem bi bila torta v merilu z Mlečno potjo krog s premerom 5 metrov! To je zelo široka, ravna torta. Sloj zmrzovanja na sredini, ki predstavlja tanek disk, bi bil debel približno 4 cm, kar je debela plast zmrzovanja!).
Tudi v tem merilu bi bilo Sonce 1,3 metra od središča, približno na polovici poti od središča do roba.
Ampak kje je navpično v torti? Prav v središču te zmrzalne plasti ali malo navzgor ali navzdol?
Najnovejši zemljevid Rimske ceste je prikazan v upodobitvi umetnika. Sonce je neposredno pod središčem galaktike, v bližini Orionovega ostrva. Roke Scutum-Centaurus potegnejo desno in zgoraj, grejo od sredine do skrajne strani. Opazovani maser je skoraj neposredno nasproti Sonca od središča v kraku S-C, oddaljen 65.000 svetlobnih let. Kredit: NASA/JPL-Caltech/R. Poškodovan (SSC/Caltech)
To številko je bilo težko določiti. Toda leta 2016 je nekaj astronomov proučilo orientacijo galaksije v vesolju. Če je ploski disk, potem os tega diska kaže na določeno točko na nebu. Njihov cilj je bil najti to mesto , kot stranski produkt pa so dobili tudi meritev Sončevega premika iz srednje ravnine. Njihov rezultat je, da smo približno 55 svetlobnih let severno od te ravnine (kjer je 'sever' proti galaktični sever , ki je v ozvezdju Kome Berenices). Njihova ocena sicer vsebuje veliko negotovost, približno 16 svetlobnih let, a kljub temu smo gotovo severno od srednje ravnine.
To so izmerili tako, da so dejansko izmerili smer do severnega galaktičnega pola! Za disk, predmete ali skupine predmetov, ki izsledijo obliko diska Rimske ceste, so uporabili kopico različnih 'sledilcev'. Nato pogledajo porazdelitev teh predmetov po disku in pustijo, da to določi ravnino same galaksije. Ko to imajo, lahko nato uporabijo nekaj geometrije, da najdejo pol te ravnine (pomislite na to kot smer, na katero je obrnjena ravnina).
To počnejo na dva načina: Eden je 'neomejen', kjer samo uporabijo te sledilce, da dobijo geometrijo. Drugi način je 'omejen', kjer silijo središče galaksije na lokacijo naše osrednje supermasivne črne luknje, Sgr A*. Ti dve metodi prinašata nekoliko drugačne odgovore, ki jih pripisujejo temu, da Sonce ni ravno na sredini ravnine diska. Ko to upoštevajo, dobijo številko 55 svetlobnih let.
Shema poti Sonca okoli Rimske ceste, ki se dviga in spušča iz galaktične ravnine za nekaj deset svetlobnih let. Lestvica navpičnega gibanja je močno pretirana. Kredit: Chris Setter / Phil Plait
Coooool. Mimogrede, Sonce kroži okoli središča galaksije (imenovano galaktično leto in včasih tudi kozmično leto ) vsakih nekaj sto milijonov zemeljskih let , pa se pri tem bobne gor in dol glede na disk! Ko je nad sredinsko ravnino diska, jo gravitacija milijard združenih zvezd potegne navzdol, zato pade nazaj, preide skozi srednjo ravnino, nato pade na nekaj deset svetlobnih let pod diskom, ki ga nato potegne navzgor in postopek se ponovi. Takoj zdaj še smo na poti navzgor . Cikel traja približno 60 milijonov let, da se enkrat zaključi.
Torej, gremo! Vedela sem, da nisva ravno na srednji ravnini, vendar nisem vedela, koliko smo odsotni, ali kako je bilo to izmerjeno. Zdaj vem. Upajmo, da zdaj tudi vam.
Moja zahvala za Joshua Samuel Brown ( @josambro na Twitterju), ker ste sploh postavili vprašanje!
Popravek (2. oktober 2019): Dobivanje debeline tankih in debelih diskov je nekoliko težavno; prvotno uporabljene številke so bile premajhne. Spletni tečaj astronomije Swinburne navaja, da imajo lestvice višine 400 oziroma 1.000 svetlobnih let, kar se mi zdi prav. 'Lestvice višin' tukaj lahko odprete celo pločevinko črvov, če pa imate nekaj, kar se z višino tanjša ali manj zgosti (na primer zemeljsko ozračje), je višina lestvice tam, kjer njena gostota pade za faktor 1/e, kjer je e osnova naravnega logaritma, približno 2,7. Tako da, to je nekoliko zapleteno. Tako je torta analogija, vendar trdna, zato ne deluje zelo dobro, če se poglobite v podrobnosti (kar velja za vse analogije). Bistvo: Debel disk je debelejši od tankega diska, torta pa je v primerjavi z obema res široka!
