Po tisíciletí zíraly lidské bytosti na noční oblohu a stály v úžasu nad Mléčnou dráhou. Dnes hvězdáři a amatérští astronomové v této tradici pokračují, protože vědí, že to, čeho jsou svědky, je ve skutečnosti sbírka stovek milionů hvězd a prachových mračen, nemluvě o miliardách jiných světů.
Ale člověk se musí divit, že když vidíme zářící pás Mléčné dráhy, proč nevidíme to, co leží ve středu naší galaxie? Za předpokladu, že se díváme správným směrem, neměli bychom tu velkou, jasnou vybouleninu hvězd vidět pouhým okem? Víte, co myslím, je na všech obrázcích!
Bohužel při zodpovězení této otázky je třeba provést řadu ověření reality. Když je dostatečná tma a jsou jasné podmínky, lze na noční obloze jistě rozeznat prašný prstenec Mléčné dráhy. Pouhým okem však stále můžeme vidět pouze asi 6 000 světelných let do disku a spoléhat se na viditelné spektrum. Zde je přehled, proč tomu tak je.
Velikost a struktura:
Za prvé, naprostá velikost naší galaxie je dostatečná k tomu, aby zmátla mysl. NASA odhaduje, že Mléčná dráha má průměr mezi 100 000 – 120 000 světelnými roky – ačkoli některé informace naznačují, že může mít průměr až 150 000 – 180 000 světelných let. Protože jeden světelný rok je asi 9,5 x 1012km, to činí průměr galaxie Mléčná dráha přibližně 9,5 x 1017- 1,14 x 1018km v průměru.
Laicky řečeno, těch 950 kvadrilionů (590 kvadrilionů mil) až 1,14 kvintilionů km (7oo septendecilionů mil). Odhaduje se, že Mléčná dráha obsahuje 100–400 miliard hvězd (ačkoli to může být až jeden bilion) a může mít až 100 miliard planet.
Uprostřed, měřící cca. 10 000 světelných let v průměru, je těsně nahromaděná skupina hvězd známá jako „boule“. V samém středu této vybouleniny je intenzivní rádiový zdroj, pojmenovaný Sagittarius A*, což je pravděpodobně supermasivní černá díra, která obsahuje 4,1 milionkrát větší hmotnost než naše Slunce.
My, v naší skromné sluneční soustavě, jsme od ní vzdáleni zhruba 28 000 světelných let. Tento kraj je zkrátka příliš daleko na to, abychom jej viděli pouhým okem. Je v tom však víc než jen…
Rádiový snímek noční oblohy. Kredit: Institut Maxe Plancka pro radioastronomii, vytvořený Glynem Haslamem.
Nízký jas povrchu:
Kromě toho, že se jedná o galaxii se spirální příčkou, je Mléčná dráha také známá jako galaxie s nízkým povrchovým jasem (LSB) – klasifikace, která se týká galaxií, jejichž povrchová jasnost je při pohledu ze Země alespoň o jednu magnitudu nižší než okolní noční obloha. V podstatě to znamená, že obloha musí být tmavší než asi 20,2 magnitudy na čtvereční úhlovou sekundu, aby byla vidět Mléčná dráha.
Díky tomu je Mléčná dráha obtížně viditelná z jakéhokoli místa na Zemi světelné znečištění je běžné – jako jsou městské nebo předměstské lokality – nebo když je faktorem rozptylové světlo z Měsíce. Ale i když jsou podmínky optimální, pouhým okem můžeme vidět jen tolik, z důvodů, které mají hodně společného se vším, co leží mezi námi a galaktickým jádrem.
Prach a plyn:
I když se to běžnému pozorovateli nezdá, Mléčná dráha je plná prachu a plynu. Tato hmota je známá jako mezihvězdné médium, disk, který tvoří neuvěřitelných 10-15 % světelné/viditelné hmoty v naší galaxii a vyplňuje dlouhé prostory mezi hvězdami. Tloušťka prachu odklání viditelné světlo (jak je vysvětleno tady ), takže prachem projde pouze infračervené světlo.
Tento oslnivý infračervený snímek z NASA Spitzer Space Telescope ukazuje stovky tisíc hvězd natěsnaných ve vířícím jádru naší spirální galaxie Mléčná dráha. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Díky tomu jsou infračervené dalekohledy podobné Spitzerův vesmírný dalekohled extrémně cenné nástroje při mapování a studiu galaxie, protože dokáže nahlédnout skrz prach a opar a poskytnout nám mimořádně jasné pohledy na to, co se děje v srdci galaxie a v oblastech, kde se tvoří hvězdy. Při pohledu ve vizuálním spektru však světlo ze Země a interferenční efekt prachu a plynu omezují, jak daleko můžeme vidět.
Omezené vybavení:
Astronomové zírají na hvězdy po tisíce let. Avšak teprve v poměrně nedávné době vůbec věděli, na co se dívají. Například ve své knize meteorologické Aristoteles (384–322 př. n. l.) napsal, že řečtí filozofové Anaxagoras (asi 500–428 př. n. l.) a Demokritos (460–370 př. n. l.) navrhli, že Mléčná dráha by se mohla skládat ze vzdálených hvězd.
Sám Aristoteles se však domníval, že Mléčná dráha byla způsobena „vzplanutím ohnivého výdechu některých hvězd, které byly velké, početné a blízko sebe“ a že k těmto zážehům dochází v horní části atmosféry. Stejně jako mnoho Aristotelových teorií by tato zůstala kánonem pro západní učence až do 16. a 17. století, kdy by se moderní astronomie začala usazovat.
Mezitím v islámském světě zastávalo mnoho středověkých učenců jiný názor. Například perský astronom Abu Rayhan al-Biruni (973–1048) navrhl, že Mléčná dráha je „sbírka nesčetných fragmentů povahy mlhovinových hvězd“. Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292–1350) z Damašku podobně navrhl, že Mléčná dráha je „nesčetné množství malých hvězd shromážděných ve sféře stálic“ a že tyto hvězdy jsou větší než planety.
Perský astronom Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) také ve své knize tvrdilTadhkiraže: „Mléčná dráha, tedy Galaxie, je tvořena velmi velkým počtem malých, těsně seskupených hvězd, které se vzhledem ke své koncentraci a malosti zdají být oblačné. Kvůli tomu to bylo přirovnáváno k barvě mléka.“
Navzdory těmto teoretickým průlomům až do roku 1610, kdy Galileo Galilei otočil svůj dalekohled směrem k nebesům, existoval důkaz, který tato tvrzení podpořil. S pomocí dalekohledů si astronomové poprvé uvědomili, že na obloze je mnohem, mnohem více hvězd, než těch, které můžeme vidět, a že všechny ty, které můžeme vidět, jsou součástí Mléčné dráhy.
O více než století později vytvořil William Herschel první teoretické schéma toho, jak Mléčná dráha (1785) vypadala. V něm popsal tvar Mléčné dráhy jako velký oblak podobný soubor hvězd a tvrdil, že Sluneční soustava je blízko středu. I když to bylo mylné, byl to první pokus o hypotézu, jak vypadá náš vesmírný dvorek.
Až ve 20. století se astronomům podařilo získat přesný obrázek o tom, jak naše Galaxie ve skutečnosti vypadá. Začalo to měřením rozložení a umístění kulových hvězdokup astronom Harlow Shapely. Z toho určil, že střed Mléčné dráhy je 28 000 světelných let od Země a že střed je spíše vyboulenina než plochá oblast.
Tato anotovaná umělcova koncepce ilustruje naše současné chápání struktury galaxie Mléčné dráhy. Obrazový kredit: NASA
V roce 1923 astronom Edwin Hubble použil největší dalekohled své doby na observatoři Mt. Wilson poblíž Pasadeny v Kalifornii k pozorování galaxií mimo naši vlastní. Pozorováním toho, jak vypadají spirální galaxie v celém vesmíru, mohli astronomové a vědci získat představu o tom, jak vypadají naše galaxie.
Od té doby nám schopnost pozorovat naši galaxii prostřednictvím více vlnových délek (tj. rádiových vln, infračerveného záření, rentgenového záření, gama záření) a nejen viditelného spektra, pomohla získat ještě lepší obraz. Navíc vývoj vesmírných dalekohledů – jako např Hubble , Spitzer, MOUDRÝ , a Kepler – nám umožnily provádět pozorování, která nejsou ovlivněna naší atmosférou nebo meteorologickými podmínkami.
Ale i přes naše nejlepší úsilí jsme stále omezeni kombinací perspektivy, velikosti a viditelnosti. Dosud jsou všechny obrázky, které zobrazují naši galaxii, buď umělcovým ztvárněním, nebo obrázky jiných spirálních galaxií. Až donedávna v naší historii bylo pro vědce velmi obtížné odhadnout, jak Mléčná dráha vypadá, hlavně proto, že jsme v ní zabudováni.
Abychom získali skutečný pohled na galaxii Mléčná dráha, muselo by se stát několik věcí. Nejprve bychom potřebovali kameru, která by fungovala ve vesmíru a měla široké zorné pole (také znám jako Hubble, Spitzer atd.). Pak bychom museli letět s tou kamerou na místo, které je zhruba 100 000 světelných let nad Mléčnou dráhou, a nasměrovat ji zpět na Zemi. S naší současnou technologií pohonu by to trvalo 2,2 miliardy let.
Mléčná dráha v infračervené oblasti. Obrazový kredit: COBE
Naštěstí, jak již bylo zmíněno, astronomové mají několik dalších vlnových délek, které mohou použít k vidění do galaxie, a ty zviditelní mnohem více galaxie. Kromě toho, že vidíme více hvězd a více hvězdokup, můžeme také vidět více ze středu naší Galaxie, což zahrnuje supermasivní černá díra o kterém se teoretizovalo, že tam existuje.
Po nějakou dobu měli astronomové název pro oblast oblohy, která je zakryta Mléčnou dráhou – „ Zóna vyhýbání “. V dobách, kdy astronomové mohli provádět pouze vizuální pozorování, zabírala zóna vyhýbání asi 20 % noční oblohy. Ale pozorováním v jiných vlnových délkách, jako je infračervené, rentgenové, gama záření a zejména rádiové vlny, mohou astronomové vidět všechno kromě asi 10 % oblohy. Co je na druhé straně těch 10 % je většinou záhada.
Zkrátka jde o pokrok. Ale dokud nebudeme moci poslat za naši Galaxii loď, která dokáže pořizovat snímky a přenášet je zpět k nám, to vše v rámci našich vlastních životů, budeme závislí na tom, co můžeme pozorovat zevnitř.
Máme mnoho zajímavých článků o Mléčné dráze zde na Universe Today. Například zde je Co je Mléčná dráha? A tady je článek o tom, proč se to jmenuje Mléčná dráha , jak velký je, proč otáčí a co je k němu nejbližší galaxie .
A tady jsou 10 faktů o Mléčné dráze . A nezapomeňte se podívat na naši sekci Průvodce vesmírem na mléčná dráha .
A určitě se podívejte na rozhovor s Universe Today Dr. Andrea Ghezová , profesor astronomie na UCLA, mluví o tom, co je ve středu naší Galaxie.
Podcast (audio): Stažení (Trvání: 4:36 – 4,2 MB)
Předplatit: Apple podcasty | RSS
Podcast (video): Stažení (Trvání: 4:59 – 59,2 MB)
Předplatit: Apple podcasty | RSS
