天の川の形:銀河の向こう側のマッピング

どの映画を見るべきですか?
 
>

外から見ると、私たちの銀河はどのように見えますか?



黄金の羅針盤の常識的なメディア

これはかなり興味深い質問です。 長い間 、私たちは数千億の銀河の1つである銀河に住んでいることすら知りませんでした。当時—約1世紀前まで—私たちが空で見たものすべてが1つの巨大な塊にあるのか、それとも私たちが見た小さなぼやけたパッチが実際に別々の銀河(かつては「島の宇宙」と呼ばれていたもの)であったのかは明らかではありませんでした。 'これは詩的で適切です)。

その後、エドウィンハッブル(望遠鏡の名前の由来)が主導し、天文学者のチームが行った作業により、小さなファジーは実際には非常に遠くにあると判断されました。したがって、私たちも別の小さな構造に住む必要があります。私たちの特定の銀河の名前である天の川が円盤のように平らになっていることはすでに知っています。私たちはそれを空に広がる広い光の帯として見ているので、その中にいました。銀河が球形の場合、すべての方向に等しく星が見えます。代わりに、そのバンドは銀河が平らであることを意味します。







空には他の円盤銀河が見え、それらはらせん構造を示しています。時が経つにつれて、さまざまな方法を使用して、天の川も渦巻腕を備えた平らな円盤であることがわかり、中央に膨らみがあり、中央に長いTic-Tac型の「バー」があることもわかりました。私たちの太陽系を備えた太陽は、銀河中心から約26〜27,000光年のところにあります。

しかし、銀河の正確な形は何ですか?渦巻腕はいくつありますか?彼らはきつく巻かれていますか、それとも彼らは彼らにもっと不十分な巻かれていますか?

これらの質問に答えるのはそれほど簡単ではありません。洗練された技術により、私たちの周りの銀河の一部をマッピングすることができましたが、向こう側を観察するのは困難です。一つには、私たちの視界を覆い隠す銀河にはたくさんのがらくたがあります。主にガスと塵で、光を吸収します。銀河の中心に近づくほど、この物質は厚くなります。

また、銀河の反対側が遠くにあるため、観測したい光源(星やガス雲など)が近くに表示されます。まるで森の隣に立っていて、近くの木を簡単に分離できるようなものです。あなた、しかしそれらが遠くで混ざり合うのを見る。この種の観察を「混乱が限定された」と呼びます。





でも、 天文学者のチーム 彼らは、天の川の向こう側にある星形成ガス雲の場所を特定し、それを使用して渦巻腕の1つのより良い地図を作成しました。

ソースは、いわゆるマイクロ波放射でマイクロ波放射を吹き飛ばしている若い星です メーザー (これはレーザーを作るのと同じ物理学ですが、光の「色」が異なります)。彼らは、互いにリンクされた地球全体の一連の電波望遠鏡を使用して、本質的に直径数千キロメートルの望遠鏡を作成しました。この配列は驚異的な解像度を持っています。星が銀河の周りの軌道を物理的に移動するときに、メーザーの動きを追跡することができました。ちなみに、銀河を一周するのに2億年以上かかるので、この動きは信じられないほど小さいです。

地球が太陽の周りを回るとき、私たちはさまざまな角度で遠くの物体を見る。これにより、天文学者は銀河の向こう側にある物体までの距離を決定することができました。この視差角は非常に小さいですが、測定可能です。ズームイン

地球が太陽の周りを回るとき、私たちはさまざまな角度で遠くの物体を見る。これにより、天文学者は銀河の向こう側にある物体までの距離を決定することができました。この視差角は非常に小さいですが、測定可能です。クレジット: ビルサックストン、NRAO / AUI / NSF;ロバートハート、NASA

しかし 彼らがそれを測定することができたら 、彼らはそれからさえ見ることができました 小さい 効果:地球が太陽を周回するときにオブジェクトが行う見かけの動き。地球が軌道の片側から別の側に移動すると、遠くの物体が前後に移動しているように見えます。この効果を視差と呼びます(詳細が必要な場合は、これがどのように機能するかについて説明します クラッシュコース天文学:距離 )、およびオブジェクトの距離を決定するために使用できます。オブジェクトが大きく移動する場合は近くにある必要があり、少しだけ移動する場合は遠くにあります。地球がどれだけ移動するかがわかっていて、オブジェクトが移動する角度を測定すると、その距離を計算できます。

だから彼らはやった!彼らがこのメーザーのために得た距離は66,500光年でした: 反対側の銀河を横切ってクリア (そしていくつか)、これを銀河内でこれまでで最も遠い物体にして、この方法で距離を測定します。

天の川の最新の地図は、アーティストの表現で示されています。太陽は銀河中心の真下、オリオン座の近くにあります。たて座-ケンタウルス座の腕は、中央の後ろから向こう側に向かって、右と上に広がります。ズームイン

天の川の最新の地図は、アーティストの表現で示されています。太陽は銀河中心の真下、オリオン座の近くにあります。たて座-ケンタウルス座の腕は、中央の後ろから向こう側に向かって、右と上に広がります。観測されたメーザーは、65,000光年離れたS-Cアームの中心から太陽のほぼ真向かいにあります。クレジット: NASA / JPL-Caltech / R。痛い(SSC /カリフォルニア工科大学)

これを非常に重要なものにしているのは、これが、たて座-ケンタウルス座アーム(私たちが見ている星座にちなんで名付けられた)と呼ばれるスパイラルアームの一部でなければならないことを意味します。かなりの数のオブジェクト これ その腕の銀河の側面は測定されていますが、向こう側には何もありません。向こう側のメーザーの距離のこの測定は、彼らが銀河の反対側にあるらせん状の腕の位置を釘付けにすることができたことを意味します。

スパイラル図

スパイラルアームには、ピッチ角と呼ばれる開き角があります。これは、アームが円からどれだけずれているかを示します。赤い矢印は、この特定のスパイラルのピッチ角を示しています。それが0°の場合、腕は灰色の円と重なり、角度が大きいほど腕はより広く投げられます。クレジット: モーン・ザ・ゴーン/ウィキペディア

実際、それは驚きをもたらしました。スパイラルアームがどれだけ開いているか、またはどれだけきつく巻かれているかを定義するのに役立つ角度があります。と呼ばれる ピッチ角 、0°の場合、アームは円を形成し、ピッチ角が大きいほどアームが開きます。近くの物体を使用すると、たて座-ケンタウルス座の腕のピッチ角は14°のように見えます。しかし、銀河中心の向こう側に腕を固定するためのメーザーも含めると、ピッチ角は22°のようになります。これは重要な変更です。

天の川の腕は私たちが最初に思ったよりも広く開いています。

またはあなたが好むなら:私達は私達が思っていたよりもきつく巻かれていません。

ここでのポイントは、私たちが銀河の中に住んでいるにもかかわらず、私たちがそれについて学んでいることがまだたくさんあるということです。それは、煙が充満した部屋にいて、ついに向こう側の壁の向こう側にあるものを見ることができるようなものです。それはあなたがあなたがいる場所の形と構造を定義するのを助けます。

そしてそれは、宇宙に関する私たちの科学的考え方が時間とともに大きく変化したことを意味します。望遠鏡の発明は、それが私たちが知っていたよりもはるかに大きく、人口が多いことを私たちに示しました、そして時間が経つにつれてそれは 全体 はるかに大きい。

そして、私たちが自分たちの銀河の性質をようやく理解してから1世紀経った今でも、この地元の町にはまだいくつかの素敵な驚きがあります。それは、あなたのブロックをさまよって、今まで気づかなかった小川がそこを走っているのを見つけるようなものです。そこにはどんな不思議があり、どんな宝物がまだ見えないのでしょうか?

それが私たちが探し続ける理由です。私たちは美しい近所に住んでいて、もっと訪れる場所を見つけるのは楽しいです。