Γαλαξίας. Τμήμα:Α2. Αχιλλέας Μπέλλος

Transcript

1 Γαλαξίας Τμήμα:Α2 Αχιλλέας Μπέλλος 1

2 Γαλαξίας Όταν λέμε Γαλαξίας συνήθως εννοούμε τον Γαλαξία στον οποίο ανήκει η Γη και το υπόλοιπο Ηλιακό Σύστημα. Όταν αναφερόμαστε σε άλλο γαλαξία, τον γράφουμε με πεζό γ και ακολουθεί και το όνομα ή ο κωδικός του. Ο Ήλιος και η Γη βρίσκονται στη κορυφή του Γαλαξία, κοιτώντας τον Γαλαξία κατά μήκος σχηματίζεται μία γαλακτόχρωμη φωτεινή λωρίδα από πάρα πολλά αστέρια που διασχίζει τον Ουρανό οριζόντια. Για αυτό τον λόγο ονομάστηκε στα Ελληνικά "Γαλαξίας κύκλος". Στα αγγλικά είναι γνωστός και ως «Milky Way» που είναι μετάφραση του Λατινικού Via Lactea («Γαλακτώδης Οδός»). Ο Γαλαξίας έχει σχήμα σπειροειδή και είναι μέλος ομάδας γαλαξιών. Αποτελείται από τουλάχιστον 400 δισεκατομμύρια αστέρες. Η ομάδα γαλαξιών περιέχει 35 μέλη ο Γαλαξίας μας είναι δεύτερος σε σχέση με το πόσους αστέρες αποτελείται 1 ος είναι ο Γαλαξία της Ανδρομέδας, ο οποίος αποτελείται από ένα τρισεκατομμύριο αστέρες, όπως ανακαλύφθηκε το Ο Δημόκριτος ( π.χ.) ήταν ο πρώτος άνθρωπος που χωρίς όργανα ισχυρίσθηκε ότι ο Γαλαξίας αποτελείται από απομακρυσμένα άστρα:«γαλαξίας εστί πολλών και μικρών και συνεχών αστέρων, συμφωτιζομένων αλλήλοις, συναυγασμός δια την πύκνωσιν» ό,τι δηλαδή λέγει και η σύγχρονη Αστρονομία ως προς τη σύσταση του Γαλαξία. Εμφάνιση στον ουρανό Όλοι οι αστέρες που βλέπουμε με το μάτι ανήκουν στον Γαλαξία, ο Γαλαξίας από μακριά φαίνεται σαν μια θολή λωρίδα λευκού φωτός που κυριαρχεί. Το φως αυτό προέρχεται από άστρα και άλλα υλικά, μέσα στον Γαλαξία υπάρχουν και σκοτεινά μέρη στα οποία δεν πηγαίνει φως επειδή τα αστέρια είναι αποκλεισμένα. Ο Γαλαξίας μας έχει χαμηλή φωτεινότητα επειδή στη μέση του υπάρχει ένας γαλαξιακός δίσκος ο οποίος μα εμποδίζει να δούμε το κέντρο του Γαλαξία. Είναι δύσκολο να δούμε τον Γαλαξία από μία περιοχή η οποία πάσχει από φωτορύπανση. Στην ουράνια σφαίρα, με βάση τον ουράνιο ισημερινό ο Γαλαξίας εκτείνεται βόρεια μέχρι τον αστερισμό Κασσιόπη και νότια μέχρι τον αστερισμό Νότιο Σταυρό αυτό δείχνει τη μεγάλη κλίση του επίπεδου ισημερινού της Γης περίπου 60 μοίρες) και του επιπέδου της εκλειπτικής ως προς το γαλαξιακό επίπεδο. Το γεγονός ότι ο Γαλαξίας διαιρεί την ουράνια σφαίρα σε δύο σχεδόν ίσα ημισφαίρια δείχνει ότι το Ηλιακό Σύστημα βρίσκεται πολύ κοντά στο γαλαξιακό επίπεδο. 2

3 Μυθολογία Υπάρχουν πολλοί μύθοι που εξηγούν την γέννηση του Γαλαξία. Συγκεκριμένα, υπάρχουν δυο παρόμοιοι αρχαίοι μύθοι που εξηγούν πως βγήκε το όνομα «Γαλαξίας» και τη σχέση του με το γάλα. Κάποιοι μύθοι τον συνδέουν με ένα κοπάδι από βόδια των οποίων το γάλα δίνει στον ουρανό τη μπλε απόχρωση. Στην Ανατολική Ασία, πίστευαν πως η θαμπή ζώνη αστεριών είναι το «Ασημένιο Ποτάμι» του Παραδείσου. Στα ινδικά το όνομα Γαλαξία σημαίνει ο Γάγγης του ουρανού. Σύμφωνα με την ελληνική μυθολογία, ο Γαλαξίας σχηματίστηκε από την Ήρα, η οποία έχυσε γάλα στον ουρανό, όταν ανακάλυψε πως ο Δίας την ξεγέλασε και τάιζε τον νεαρό Ηρακλή. Σε κάποια άλλη εκδοχή, ο Ερμής έβαλε στα κρυφά τον Ηρακλή στον Όλυμπο για να τραφεί από τα στήθη της Ήρας που κοιμόταν. Ο Ηρακλής δάγκωσε τη θηλή της Ήρας και το γάλα της εκτινάχθηκε στους ουρανούς σχηματίζοντας τον Γαλαξία. Στη φινλανδική μυθολογία το όνομα Γαλαξίας σημαίνει (μονοπάτι των πουλιών). Οι Φιλανδοί παρατήρησαν ότι τα αποδημητικά πουλιά χρησιμοποιούσαν τον Γαλαξία ως οδηγό για να ταξιδέψουν νότια, όπου πίστευαν ότι βρίσκεται το σπίτι των πουλιών. Αρκετά αργότερα οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν την παρατήρηση των Φιλανδών. Τα αποδημητικά πουλιά έχουν τον Γαλαξία ως οδηγό για να ταξιδεύουν στα θερμότερα κλίματα κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Στα σουηδικά, το όνομα Γαλαξίας σημαίνει (οδός του χειμώνα), για προφανείς λόγους: είναι περισσότερο ορατός τον χειμώνα στη Σκανδιναβία. Στην αρχαία αρμενική μυθολογία ο Γαλαξίας ονομάζεται (Οδός του Κλέφτη Αχυρών), συνδέοντάς τον με έναν από τους θεούς, που έκλεψε άχυρο και κατά την προσπάθειά του να ξεφύγει από τους ουρανούς με ένα ξύλινο άρμα, έπεσε κάποιο από το άχυρο στο δρόμο. Αυτή η ονομασία διαδόθηκε από τους Άραβες. Δομή Οι έρευνες άρχισαν πριν 200 χρόνια από το σπουδαίο Γερμανό αστρονόμος Ουίλ. Έρσελ και οι οποίες συνεχίσθηκαν από άλλους αστρονόμους, απόδειξαν ότι ο γαλαξίας μας αποτελείτε από ένα πελώριο συγκρότημα αστέρων και νεφελωμάτων αυτό συμβαίνει και στους υπόλοιπους γαλαξίες και μάλιστα ότι ο Γαλαξίας μας είναι ένας σπειροειδής Γαλαξίας. 3

4 Τη δεκαετία του 1980 οι αστρονόμοι άρχισαν να υποπτεύονται πως ο Γαλαξίας έχει μία ράβδο στο κέντρο του δεν ήταν ένα σωστός σπειροειδής γαλαξίας. Το ίδιο παρατήρησαν το 2005 και το επιβεβαίωσαν, αποδεικνύοντας ότι η ράβδος στο κέντρο του Γαλαξία ήταν μεγαλύτερη από ό,τι πιστευόταν. Επίσημα, το 2005 ο Γαλαξίας μας είναι πλέον ένας σπειροειδής με μία μεγάλη ράβδο στο κέντρο του. Ο Γαλαξίας μας αποτελείται από 200 έως 400 δισεκατομμύρια αστέρες. Ο δίσκος του γαλαξία μας έχει διάμετρο γύρω στα έτη φωτός. Ο Ήλιος απέχει από το κέντρο του Γαλαξία έτη φωτός. Η γειτονιά του Γαλαξία Ο Γαλαξίας μας, ο Γαλαξίας της Ανδρομέδας και ο Γαλαξίας του Τριγώνου είναι τα μεγαλύτερα σε μέγεθος μέλη της Τοπικής Ομάδας, μιας ομάδας τουλάχιστον 35 συνδεδεμένων γαλαξιών. Όλοι τους περιφέρονται γύρω από ένα κέντρο με υψηλή βαρύτητα. Η Τοπική Ομάδα αποτελεί μέρος της Παρθένου. Πολλοί γαλαξίες της Τοπικής Ομάδας βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Γαλαξία μας. Ο μεγαλύτερος από αυτούς είναι το Μέγα Νέφος του Μαγγελάνου, η διάμετρος του είναι έτη φωτός. Οι μικρότεροι είναι ο Νάνος της Τρόπιδος, ο Νάνος του Δράκοντα, και ο Λέων II, όλοι έχουν διάμετρο 500 έτη φωτός. Οι άλλοι νάνοι γαλαξίες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το Γαλαξία μας είναι το Μικρό Νέφος του Μαγγελάνου, ο Νάνος του Μεγάλου Κυνός ( ανακαλύφτηκε στα τέλη του 2003), ο Ελλειπτικός Νάνος του Τοξότη (ανακαλύφτηκε το 1994 και για μερικά χρόνια πιστευόταν πως ήταν ο κοντινότερος), ο Νάνος της Μικρής Άρκτου, ο Νάνος του Βοώτη (ανακαλύφτηκε το 2006), ο Νάνος του Γλύπτη, ο Νάνος του Εξάντα, ο Νάνος της Καμίνου και ο Νάνος Λέων Ι. Τον Ιανουάριο του 2006, ερευνητές ανέφεραν ότι η μέχρι τώρα ανεξήγητη ανωμαλία υπάρχει στο δίσκο του γαλαξία μας. Ο λόγος ήταν το νέφος του Μαγγελάνου που δημιουργεί δονήσεις σε συγκεκριμένες μεριές του Γαλαξία μας. Παλιότερα, θεωρούνταν πολύ μικροί για να επηρεάσουν τον δίσκο του Γαλαξία, αφού η μάζα των δονήσεων ήταν πιο μικρή. Παρόλα αυτά, λόγο της σκοτεινής ύλης, η κίνηση των δύο μικρών αυτών γαλαξιών, δημιουργεί μια διαταραχή που επηρεάζει τον δικό μας Γαλαξία. Λαβαίνοντας υπόψη τη σκοτεινή ύλη, αυτό έχει ως αποτέλεσμα η μάζα να είναι 20 φορές μεγαλύτερη της μάζας του Γαλαξία. Ο υπολογισμός αυτός έγινε με βάση το υπολογιστικό μοντέλο του Πανεπιστημίου της Μασσαχουσέτης στο Άμχερστ. Σε αυτό το μοντέλο η σκοτεινή ύλη απλώνεται με το γνωστό στρώμα αερίων. Το αποτέλεσμα είναι ότι το μοντέλο προβλέπει μια ένταση της βαρύτητας των Μαγγελανικών Νεφών καθώς περνούν μέσα από το Γαλαξία. 4

5 Ηλικία Η ηλικία του Γαλαξία μας εκτιμάται στα 13,6 δις χρόνια, διάρκεια που είναι κοντά στην ηλικία του Σύμπαντος. Αυτό βασίζεται στην έρευνα που διεξάχθηκε το 2004 από μια ομάδα αστρονόμων. Η ομάδα χρησιμοποίησε τον Οπτικό Φασματογράφο ενός μεγάλου τηλεσκοπίου για να μετρήσει, για πρώτη φορά, το περιεχόμενο δύο αστέρων του αστρικού σμήνους. Αυτό τους επέτρεψε να υπολογίσουν τον χρόνο ανάμεσα στη δημιουργία της πρώτης γενιάς των αστέρων του Γαλαξία μας και στη δημιουργία της πρώτης γενιάς αστέρων του σμήνους, σε 200 με 300 εκατομμύρια χρόνια. Συμπεριλαμβάνοντας την ηλικία των αστέρων 0,8 δις χρόνια, εκτίμησαν την ηλικία του Γαλαξία στα 0,8 δις χρόνια. Το 2007, ένα αστέρι στο γαλαξιακό στεφάνη εκτιμάται ότι έχει ηλικία σε περίπου 13,2 δισεκατομμυρίων ετών, σχεδόν τόσο μεγάλη όσο και το Σύμπαν. Ως το παλαιότερο γνωστό αντικείμενο στο Γαλαξία μας εκείνη την εποχή, διέθεσε ένα κατώτατο όριο για την ηλικία του Γαλαξία μας. Η εκτίμηση αυτή καθορίστηκε από τον φασματογράφο του Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου. Η γραμμή δείχνει την αφθονία των διαφορετικών στοιχειακών ισοτόπων. Η θέση του Ήλιου στον Γαλαξία Ο Ήλιος (έτσι κι η Γη και το Ηλιακό Σύστημα) βρίσκεται αρκετά κοντά στον εσωτερικό δακτύλιο του Βραχίονα του Ωρίωνα, στο τοπικό νέφος, σε απόσταση κοντινή από το Γαλαξιακό Κέντρο. Η απόσταση ανάμεσα στον τοπικό βραχίονα και τον αμέσως κοντινότερο, τον Βραχίονα του Περσέως, είναι της τάξης των έτη φωτός. Ο Ήλιος και το Ηλιακό Σύστημα, βρίσκονται σε αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν Γαλαξιακή κατοικήσιμη Ζώνη. Η κατεύθυνση της πορείας του Ήλιου αναφέρεται στην κατεύθυνση του Ήλιου καθώς ταξιδεύει στον Γαλαξία. Η γενική κατεύθυνση της γαλαξιακής κίνησης του Ήλιου είναι κοντά στον αστερισμό Ηρακλή, σε γωνία περίπου 86 μοιρών ως προς το Γαλαξιακό Κέντρο. Η τροχιά του Ήλιου στον Γαλαξία είναι ελλειπτική εξαιτίας της προσθήκη επιρροών από τους γαλαξιακούς βραχίονες και την ανώμαλη κατανομή μάζας. Αυτή τη στιγμή βρισκόμαστε 1/8 της τροχιάς πριν το την κοντινότερη απόσταση από το κέντρο του Γαλαξία. Το Ηλιακό Σύστημα χρειάζεται γύρω στα εκατομμύρια χρόνια για να συμπληρώσει μία τροχιά, άρα εικάζεται ότι έχει εκτελέσει περί τις περιφορές στη διάρκεια της ζωής του. Η τροχιακή ταχύτητα του Ηλιακού Συστήματος είναι 217 km/sec, δηλ. 1 έτος φωτός ανά περίπου έτη. 5

6 O αριθμός πλανητών του Γαλαξία μας Έχουν βρεθεί στο Γαλαξία μας, περίπου, 700 εξωηλιακοί πλανήτες, ένας μικρός αριθμός σε σύγκριση με τον αριθμό των άστρων. Για να μάθουμε αν οι πλανήτες είναι πραγματικά σπάνιοι ή απλά δύσκολο να βρεθούν, 2 μέλη του Πανεπιστημίου στο Παρίσι και οι συνεργάτες τους στράφηκαν προς τον εστιασμό της, στον οποίο ένα άστρο εστιάζει το φως από ένα πιο μακρινό αστέρι. Άλλες τεχνικές είναι καλύτερες στην εύρεση πλανητών γύρω από κοντινά άστρα σαν τον ήλιο μας, ο εστιασμός στην βαρύτητα μπορεί να μελετήσει οποιοδήποτε άστρο έως και έτη φωτός μακριά μας. Ένα ειδικό πείραμα, το πείραμα οπτικής βαρύτητας, παρατηρεί εκατομμύρια αστέρια κάθε βράδυ με τα τηλεσκόπια στη Χιλή για να βρει γεγονότα εστιασμού. Στη συνέχεια, ένα άλλο δίκτυο τηλεσκοπίων, το οποίο ερευνά της ανωμαλίες του δικτύου, συνεχίζει να εξετάζει τα πιο ενδιαφέροντα σήματα. Οι ερευνητές λοιπόν μελέτησαν επί έξι χρόνια δεδομένα εστιασμού από τα δύο πρότζεκτ και εκτίμησαν ότι οι εξωηλιακοί πλανήτες είναι ο κανόνας και όχι η εξαίρεση, με κάθε αστέρι στο γαλαξία να φιλοξενεί κατά μέσο όρο 1,6 πλανήτες. Πιο συγκεκριμένα, το 17% των άστρων φιλοξενούν πλανήτες σαν τον Δία το 52% έχουν ένα πλανήτη σαν τον Ποσειδώνα, και το 62% έχουν μια σούπερ-γη ένα βραχώδη πλανήτη έως και 10 φορές τη μάζα της Γης. Σούπερ Γαίες Η φαινομενική αφθονία από βραχώδεις εξωπλανήτες της κατηγορίας της σούπερ- Γης προσφέρει σημαντική υποστήριξη για τη συσσώρευση του πυρήνα στο μοντέλο του σχηματισμού των πλανητών, όπου μικρά βραχώδη αντικείμενα συγκρούονται και σχηματίζουν μια μάζα για να αναπτυχθούν σε αυτά τα αντικείμενα. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι πλανήτες σαν τη Γη θα πρέπει να είναι ακόμη πιο συχνοί από ό,τι οι υπέρ γαίες, εάν ο μηχανισμός για το φτιάξιμο μιας Γαίας είναι παρόμοιος με εκείνον του φτιαξίματος μιας υπερ-γαίες. Εν τω μεταξύ στο Πανεπιστημίου του San Diego μελέτησαν 750 αστέρια που παρατηρήθηκαν από έναν δορυφόρο της NASA. Με βάση τα ευρήματά τους, υπολογίζουν ότι υπάρχουν αρκετά εκατομμύρια πλανήτες σε τροχιά γύρω δύο άστρα στον Γαλαξία, όπως ο πλανήτης στον πόλεμο των άστρων. Στη φύση φαίνεται να αρέσει ο σχηματισμός πλανητών όμως όσο πιο προσεκτικά βλέπουμε, τόσο πιο πολλά από αυτά θα βρούμε. 6