gov-civil-vilareal.pt은하수의 질량은 얼마입니까?
>천문학에 대한 이상한 점은 전체 우주에서 이해하기 가장 어려운 것 중 하나가 은하수라는 것입니다.
갓 오브 워: 스파르타의 유령
그것은 당신의 이웃, 가까운 도시, 심지어 당신의 주에 대해 많이 알고 있지만 자신의 집에 대해서는 많이 알지 못하는 것과 같습니다.
공정하게 말하면, 그것은 당신의 집을 이해하려고 노력하지만 당신의 옷장을 떠나는 것이 허용되지 않는 것과 같습니다. 우리는 은하수 내부에 있으며 중심에서 반쯤 떨어져 있으며 우리가 배우는 모든 것은 바로 여기에서 배웁니다. 좋은 소식은 우리 인간이 정말 똑똑하다는 것입니다.
우리는 망원경을 발명했습니다! 그리고 우리는 은하를 다양한 방식으로 관찰하는 방법을 알아냈고, 그 은하가 중심에 엄청나게 큰 블랙홀이 있는 핵을 둘러싸고 있는 불룩한 별의 구체를 둘러싸고 있는 나선 팔을 가진 평평한 원반이라는 것을 알게 되었습니다. 전체를 둘러싼 별의 후광도 있습니다. 각 구성 요소의 크기와 대부분의 질량에 대한 적절한 수치도 있습니다.
대부분… 그러나 아닙니다 모두 . 원반, 돌출부, 핵은 모두 우리가 정상 물질이라고 부르는 원자와 전자, 양성자와 중성자 등으로 구성되어 있습니다. 수년에 걸쳐 우리는 이러한 구성 요소의 질량을 결정할 수 있었습니다. 대부분이 구성 요소를 보고 측정할 수 있기 때문입니다.
그러나 그 후광이 문제입니다. 그 안에도 대부분 별의 형태로 된 정상적인 물질이 있지만 사실 대부분은 다음으로 구성되어 있습니다. 암흑 물질 , 우리가 볼 수 없고 추론할 수만 있는 것.
좋은 소식은 암흑 물질이 여전히 물질이라는 것입니다. 대량의 , 그리고 저것 중력이 있다는 뜻입니다. 그리고 그것은 (여기서 깊음을 의미하는 너무 많은 것을 얻었을 수도 있지만 그것이 마지막 것입니다) 중력이 내부의 다른 물질에 미치는 영향에 따라 질량을 결정할 수 있음을 의미합니다.
그리고 우리가 볼 수 있는 후광 내부에 구상 성단이 있습니다. 데이터를 결합하여 경이로운 가이아 천문대를 사용하여 새로운 측정값으로 허블 우주 망원경에서 천문학자들은 이제 은하수 헤일로의 질량을 알아냈습니다. : 1.54입니다 일조 태양 질량의 배.
많은데요. 그것은 큰 은하계입니다! 그러나 재미는 그들이 이것을 어떻게했는지 .
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가장 최근의 은하수 지도는 예술가의 표현으로 표시됩니다. 태양은 오리온 박차 근처의 은하 중심 바로 아래에 있습니다. Scutum-Centaurus 팔은 오른쪽과 위쪽으로 쓸어내며 중앙 뒤에서 먼 쪽으로 이동합니다. 관측된 메이저는 65,000광년 떨어진 S-C 팔의 중심에서 태양의 거의 바로 맞은편에 있습니다. 신용 거래: NASA/JPL-Caltech/R. 상처(SSC/Caltech)
예: 우리 태양계에서 압도적으로 큰 질량은 태양입니다. 행성이 태양을 공전하는 속도와 거리를 측정하면 태양의 질량을 결정할 수 있습니다(행성의 궤도 속도는 질량에 따라 달라지는 태양의 중력에 의해 결정되기 때문입니다).
질량이 더 많이 퍼져 있는 은하의 경우 더 복잡하지만 원리는 동일합니다. 아이작 뉴턴은 물체에서 느끼는 중력이 전체 질량이라는 것을 보여주었습니다. ~ 사이 당신과 그것. 태양이 작은 점이든 행성의 궤도를 채우든 상관없이 행성이 느끼는 중력은 동일합니다. 행성 궤도의 질량 내부만 중요합니다.
그래서 그것은 은하수로 간다. 우리은하의 질량을 알고 싶다면 아주 먼 궤도를 도는 물체를 발견한 다음 은하 주위의 속도를 측정하여 궤도 안의 모든 은하 질량을 계산해야 합니다. 수만 광년 떨어진 물체가 우주를 통해 비명을 질렀을 수 있기 때문에 이것은 꽤 어렵습니다. 그러나 너무 멀리 떨어져 있어 겉보기 움직임이 작습니다.
하지만: 우리는 정말 좋은 망원경을 가지고 있습니다. 그리고 그 움직임은 때때로 측정될 수 있습니다.
장엄한 구상성단 NGC 1466. 출처: ESA / 허블 및 NASA
입력하다 구상성단 . 이들은 수십만 또는 수백만 개의 별이 자체 중력에 의해 함께 모여 있으며 벌집을 도는 반짝이는 꿀벌처럼 보입니다. 우리은하에는 적어도 157개의 이 성단이 있으며 모두 은하 중심을 도는 것입니다. 많은 것들이 가까이 있고 은하계의 질량을 구하는 데 별로 사용되지 않지만(멀수록 더 많이 궤도에 둘러싸여 있을수록 더 좋습니다), 꽤 많은 것들은 실제로 매우 멀리 떨어져 있습니다.
유럽 우주국(European Space Agency) 천문대 가이아(Gaia)는 우리 은하에 있는 10억 개 이상의 별을 보고 위치, 색상 및 움직임을 결정하도록 설계되었습니다. 차별하지 않습니다. 할 수 있는 모든 별을 바라보며 그 중 많은 별이 구상에 있습니다. 이는 우리가 이러한 클러스터의 하늘을 가로질러 움직임을 가지고 있음을 의미합니다. 그들의 빛의 신중한 측정과 결합 그들의 도플러 편이를 얻기 위해 , 그것은 우리에게 그 클러스터의 3차원 속도를 제공합니다!
허블 우주 망원경이 10년 동안 본 구상성단 NGC 5466(왼쪽)의 움직임을 보여주는 애니메이션 이미지. 클로즈업(오른쪽)은 훨씬 더 먼 배경 은하가 정지해 있는 것처럼 보이는 그룹으로 움직이는 별을 보여줍니다. 신용 거래: NASA, ESA 및 S.T. 손과 J. DePasquale(STScI)
이 작업을 수행한 천문학자들은 가이아가 측정한 75개 성단 중 34개를 사용하여 그들이 필요로 하는 것에 적합했으며, 그 범위는 은하 중심에서 6,500광년에서 거의 70,000광년 떨어져 있었습니다. 그들은 또한 허블에 의해 측정된 훨씬 더 멀리(거의 130,000광년까지) 성단을 가지고 이것을 했습니다. 그것은 그들의 집계에 16을 더 추가했습니다.
소시지 파티에 대한 평가는 무엇입니까
그들은 은하계의 질량을 계산하는 데 필요한 모든 것을 얻을 수 있었습니다. 그래도 쉽지는 않습니다! 예를 들어, 가이아가 본 내부 성단은 더 많았고 따라서 더 나은 통계를 얻었지만 은하의 총 질량을 얻을 만큼 멀리 떨어져 있지 않습니다. 은하의 후광은 그것들을 지나 확장되며, 그것들로 질량을 측정할 수 없습니다. 허블 성단이 도움이 되었지만 그 수가 적었기 때문에 통계가 조금 더 어려웠습니다. 통계적으로 구별할 수 없음).
실제 위치 데이터를 사용하여 구상 성단으로 둘러싸인 은하수 시뮬레이션. 신용 거래: ESA / Hubble, NASA, L. Road, M.Kormesser
결국 그들은 우리가 후광의 모양과 크기에 대해 알고 있는 것을 감안할 때 이 클러스터를 지나 외삽해야 했지만 다시 얻은 숫자는 일관되었습니다. 그들이 얻은 것은 태양 질량의 1조 5400억 배였습니다. 불확실성으로 +0.75조 및 -0.44조... 따라서 0.79에서 2.29조 사이가 될 수 있습니다.
이것은 우리가 알고 있는 우주의 큰 은하들 사이에 은하수를 넣습니다. 많은 것이 더 크지만 대부분은 훨씬 작습니다.
왜 이렇게 합니까? 우리의 총 질량이 얼마인지가 중요합니까?
예! 예를 들어, 우리 은하의 질량은 궤도를 도는 위성을 이해하는 데 중요합니다. 두 개의 가장 큰 마젤란 성운과 작은 마젤란 성운의 행동에 대해 몇 가지 논쟁이 있습니다. 그들은 결국 충돌할까요? 그들은 정말로 우리 주위를 도는 것입니까, 아니면 그냥 지나가는 것입니까? 우리 대중이 그 역할을 합니다.
우주 열차 사고의 그림: 지금으로부터 40억 년 후의 은하수/안드로메다 은하 충돌. 신용 거래: NASA, ESA, Z. Levay 및 R. van der Marel(STScI), T. Hallas 및 A. Mellinger
결국 안드로메다 은하는 우리와 충돌할 것입니다( 약 46억년 후 ). 그것이 어떻게 일어나는지는 우리의 질량에 달려 있습니다. 우리은하의 질량 결정은 또한 우리 은하의 구조와 그것이 우주의 더 큰 규모의 구조에서 어떻게 작용하는지에 대해서도 알려줍니다. 그리고 그것은 또한 우리에게 아주 간단하게 말해 우리 은하가 전형적인가? 우리는 어떤 면에서는 다른 은하와 비슷하고 다른 면에서는 다른가요? 우리는 주변 환경을 템플릿으로 사용하여 그 너머에 무엇이 있는지 이해합니다. 수백 개의 이웃에 있는 우리 집이든, 수십억 개의 은하계이든 상관 없습니다.
물론 약간 교구적이지만 시작하기에 좋은 곳입니다. 그리고 우리가 계속해서 발견했듯이 우주는 우리의 초기 전망을 조정하고 편견을 줄이고 우주의 다양성에 대한 우리의 인식을 강화하는 방법이 있습니다.
월플라워 상식이 되는 특권
나는 항상 우주의 차갑고 무자비한 태도에도 불구하고 그것이 내 삶에서 사용할 수 있는 심오한 교훈이라고 느꼈습니다. 어쩌면 당신도 할 수 있습니다.
