gov-civil-vilareal.ptКъде се намира Слънцето в Млечния път?
>Получавам имейл. През повечето време хората задават въпрос или два, които са в състояние на Google (намек за намек), а понякога това е въпрос, на който трябва да поразровя малко, за да отговоря. Харесвам ги, защото това означава, че мога да науча нещо.
В този случай, лош читател Джошуа Браун, ставаше дума за местоположението на Слънцето в галактиката. Не колко далеч сме от центъра, който сега познаваме доста добре (около 26 700 светлинни години), но колко далеч сме от средна равнина на галактиката. Нашите Галактиката Млечен път е плосък диск с диаметър около 100 000 светлинни години, но има и дебелина около 2 000 светлинни години. Действителната дебелина е трудно да се определи, тъй като звездите избледняват, докато се изкачвате нагоре (или надолу) от диска, сякаш земната атмосфера изтънява, когато увеличавате надморската височина. Освен това колко дебела е в зависимост от това какво измервате!
Инфрачервено изображение на галактиката на цялото небе, пренастроено така, че плоският диск на галактиката да минава точно през центъра, а центърът е галактическият център. Ние сме вътре в галактиката, така че това изображение е като да погледнем назад към центъра на галактиката, като дискът се простира зад нас. Галактическият север е нагоре и средната равнина прерязва точно половината от диска. Кредит: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF
Всъщност има два диска в галактиката: а дебел диск и а тънък диск , с тънкия диск точно в средата на дебелия. Представете си, че галактиката е двуслойна торта с глазура между слоевете. Глазурата е тънкият диск, а гъбата за кекс е дебелата. Ако двата слоя гъба са с еднаква височина, тогава средната равнина на галактиката ще се разреже хоризонтално точно през центъра на глазурания слой между тях. За да ви даде усещане за мащаб, ако тортата е с височина 10 см (дебелината отгоре надолу на дебелия диск), тогава за мащабиране с Млечния път самата торта ще бъде кръг с диаметър 5 метра! Това е много широка, плоска торта. Слоят за глазура в средата, представляващ тънкия диск, би бил с дебелина около 4 см, което е дебел слой за глазура!).
Също така, в този мащаб, Слънцето ще бъде на 1,3 метра от центъра, приблизително по средата от центъра до ръба.
Но къде е вертикално в тортата? Точно в центъра на този слой глазура, или малко по -нагоре или надолу?
ръководството на родителите от съседното момиче
Най -актуалната карта на Млечния път е показана в представяне на художник. Слънцето е точно под галактическия център, близо до Орионската шпора. Ръцете Scutum-Centaurus се извиват надясно и отгоре, като отиват зад центъра до далечната страна. Наблюдаваният мазер е почти директно срещу Слънцето от центъра в S-C рамото, на 65 000 светлинни години от нас. Кредит: НАСА/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)
Трудно е да се определи този брой. Но през 2016 г. няколко астронома се опитаха да установят ориентацията на галактиката в космоса. Ако това е плосък диск, тогава оста на този диск сочи към определено място в небето. Тяхната цел беше да намерят това място , но като страничен продукт те също получиха измерване на изместването на Слънцето от средната равнина. Резултатът им е, че сме на около 55 светлинни години северно от тази равнина (където „север“ е към галактически север , който е в съзвездието Кома Беренис). Тяхната оценка обаче има голяма несигурност от около 16 светлинни години, но дори и при това със сигурност сме на север от средната равнина.
Коледа на Рудолф и Фрости през юли
Те измерват това, като действително измерват посоката към северния галактически полюс! Те използваха куп различни „трасери“ за диска, обекти или групи обекти, които проследяват формата на диска на Млечния път. След това те разглеждат разпределението на тези обекти по диска, оставяйки това да дефинира равнината на самата галактика. След като имат това, те могат след това да приложат някаква геометрия, за да намерят полюса на тази равнина (мислете за това като посоката, към която равнината е обърната).
Те правят това по два начина: Единият е „неограничен“, където просто използват тези трасери, за да получат геометрията. Другият начин е „ограничен“, където те принуждават центъра на галактиката да бъде мястото на нашата централна свръхмасивна черна дупка, Sgr A*. Тези два метода дават малко различни отговори, които те приписват на Слънцето, че не е точно в средата на равнината на диска. Когато отчитат това, те получават числото от 55 светлинни години.
Схема на пътя на Слънцето около Млечния път, докато се издига нагоре и надолу от галактическата равнина с няколко десетки светлинни години. Мащабът на вертикалното движение е силно преувеличен. Кредит: Крис Сетер / Фил Плейт
Coooool. Между другото, Слънцето обикаля около центъра на галактиката (наречена галактическа година а понякога и космическа година ) на всеки няколкостотин милиона земни години , но докато го прави, той се люлее нагоре и надолу по отношение на диска! Когато е над средната равнина на диска, гравитацията на милиардите комбинирани звезди я дърпа надолу, така че тя пада обратно, преминава през средната равнина, след което пада до няколко десетки светлинни години под диска, което след това я издърпва нагоре и процесът се повтаря. Точно сега все още сме на път нагоре . Цикълът отнема около 60 милиона години, за да завърши веднъж.
И така, ето го! Знаех, че не сме в средната равнина, но не знаех колко сме излезли или как това се измерва. Сега го правя. Дано сега го направите и вие.
Моите благодарности на Джошуа Самюъл Браун ( @josambro в Twitter) за задаване на въпроса на първо място!
Корекция (2 октомври 2019 г.): Получаването на дебелината на тънките и дебели дискове е малко сложно; числата, които първоначално използвах, бяха твърде малки. Онлайн курс по астрономия Swinburne ги изброява като такива с височина на скалата съответно 400 и 1000 светлинни години, което ми звучи правилно. „Мащабни височини“ са цяла кутия червеи, които да се отворят тук, но ако имате нещо, което става по -тънко или по -малко плътно с височина (като земната атмосфера), височината на скалата е мястото, където плътността й пада с коефициент 1/e, където e е основа на естествения логаритъм, около 2.7. Така че да, това е малко сложно. Така че тортата е аналогия, но е солидна, така че не работи ужасно добре, когато се вкопаете в детайлите (което е вярно за всички аналогии). Въпросът: Дебелият диск е по -дебел от тънкия диск, а тортата е наистина широка в сравнение с двете!
