דרך חלבית: מקור, מאפיינים, חלקים, רכיבים - ארטה - 2025

שביל החלב היא הגלקסיה הספירלית עם מוט שאליו מערכת השמש שלנו שייך. זה מורכב מכ -300 מיליארד כוכבים במערכות כוכבים, בתוספת כוכבי לכת, גז ואבק קוסמי.

מכדור הארץ אנו יכולים לראות שבריר ממנו, כחבורת אור לבנה החוצה את השמים, הנראית מאוד במהלך קיץ חצי הכדור הצפוני, בקבוצי הכוכבים מזל עקרב וקשת.

איור 1. תמונה של שביל החלב מכדור הארץ. מקור: Pixabay.

עבור היוונים הקדמונים המראה החלבי של רצועת זוהר זו היה החלב שנשפך משדה של הרה, אשתו של זאוס, אל האור, השמים והברקים. לכן קראו לזה "דרך החלב" או דרך החלב.

תרבויות קדומות אחרות קישרו גם את דרך החלב עם דרך. בחצי האי האיברי זה מכונה אל קמינו דה סנטיאגו ועבור הסקנדינבים הוא הוביל לוואלהלה או למגורי האלים.

דמוקריטוס, ההוגה היווני העתיק יוצא הדופן, כבר הציע כי שביל החלב מכיל אלפי כוכבים בתוכו. כשגלילאו כיוון אליו את הטלסקופ, הוא הבין שהוא אכן מלא בכוכבים.

עם הזמן, האסטרונומים שעקבו אחריו הבינו שמערכת השמש היא גם חלק מאותה רצועה שעוטפת את שמי הלילה.

האסטרונומים האנגלים ויליאם הרשל (1738-1822), מגלה אורנוס, יחד עם אחותו קרוליין הרשל (1750-1848), יצרו מעין מפה תלת ממדית של אופן חלוקת הכוכבים בגלקסיה.

הם הגיעו למסקנה שהם מסודרים בצורת דיסק לא סדיר, כאשר השמש במרכז, אם כי לא הצליחו לקבוע את גודלם האמיתי.

רק בתחילת המאה העשרים הבינו האסטרונומים שמערכת השמש היא רק חלק זעיר מקבוצה גדולה בהרבה: גלקסיה. ומאוחר יותר שהיקום הכיל מיליארדים מהם.

מאפייני דרך החלב

שביל החלב הוא מבנה נרחב מאוד. כדי לקבוע מרחקים ברמה זו, נדרשות יחידות מדידה אחרות. זו הסיבה שבספרות משתמשים בהן:

- שנת האור , שהיא המרחק שאור עובר בוואקום במהלך שנה אחת. מהירות האור קבועה ובוואקום היא 300,000 קמ"ש. שום דבר ביקום לא זז מהר יותר.

- הפרסק , מחשב מקוצר, שווה ל- 3.2616 שנות אור ואילו קילופרסק הוא 1000 פרסק או 3261.6 שנות אור.

צורתו של שביל החלב היא של ספירלה מסורגת בקוטר 60,000 יח '. קשה להגדיר גבולות מדויקים, מכיוון שהקצוות אינם מוגדרים בבירור, מכיוון שבגלקסיה הילה של כוכבים וחומר בין-כוכבי.

איור 2. איור 2. מושג האמן של שביל החלב עשוי מודלים תיאורטיים ומתבוננות בגלקסיות ספירליות אחרות. מהבר המרכזי נובטים שתי זרועות עיקריות המסתעפות אחר כך. מקור: נאס"א.

המרכז הגלקטי נמצא לכיוון קבוצת הכוכבים של מזל קשת, כפי שציין האסטרונום הארלו שפלי בתחילת המאה העשרים, הראשון שהעריך את גודל הדיסק הגלקטי.

מערכת השמש מצידה נמצאת באחת מזרועות הספירלה הללו: הזרוע של אוריון, בפאתי הגלקסיה. אבק בין כוכבים מונע מאיתנו לראות את המרכז, אולם בתדרי רדיו ואינפרא אדום זה אפשרי.

בזכותם, ידוע שהכוכבים שם מסתובבים במהירות גבוהה סביב חור שחור סופר-מסיבי, השווה לכ -3.7 מיליון מסות שמש.

באשר למוצאו של שביל החלב, הקוסמולוגים מאמינים שהוא ישן כמעט כמו המפץ הגדול, הפיצוץ שהוליד את היקום כולו.

הכוכבים הראשונים שנוצרו גלקסיות בוודאי התגבשו כמאה מיליון שנה לאחר מכן. זו הסיבה שקוסמולוגים מעריכים את גילה ב 13.6 מיליארד שנה (המפץ הגדול התרחש לפני 13.8 מיליארד שנה).

עידן שביל החלב

איור 3. איור 3. הגלקסיה UGC 12158 בגובה 118 Mpc מכדור הארץ נראית הרבה כמו מה שמדענים חושבים שדרך החלב נראית. זה בקונסטלציה של פגסוס. התמונה צולמה על ידי טלסקופ החלל האבל. מקור: נאס"א באמצעות ויקימדיה Commons.

כדי לקבוע את עידן שביל החלב, אסטרונומים מחפשים אחר הכוכבים העתיקים ביותר.

גיל הכוכבים ידוע באמצעות האור שלהם, המספק מידע על הטמפרטורה שלהם ועל היסודות המרכיבים אותו.

בכוכבים יש בתוכם כור גרעיני, הזקוק לאספקת חומר בכדי לתפקד. חומר זה הוא בתחילה מימן, היסוד הקל מכולם, המתמזג להליום. כוכב עם הרבה מימן הוא צעיר, ואחד שהוא עני באלמנט הזה הוא ישן.

על ידי ניתוח האור של כוכב בטכניקות ספקטרוסקופיות ניתן לדעת את כמות המימן שיש לו, מכיוון שכל אלמנט קולט אורכי גל מסוימים של אור ופולט אחרים.

אורכי הגל הספוג משתקפים בספקטרום בצורה של קווים כהים עם סידור אופייני. זה מצביע על שפע היסודות המדוברים, ובדרך זו ניתן לדעת אם לכוכב יש הרבה מימן ולהעריך בערך את גילו.

לכן, גיל שביל החלב הוא זה של הכוכבים העתיקים ביותר בתוספת גיל קודמיהם, אם בכלל. ואם היו, הם היו צריכים להכיל רק מימן, הליום וליתיום, היסודות הקלים ביותר.

הכוכבים העתיקים ביותר שביל החלב ידועים כבת 13.5 מיליארד שנה לפחות, אך בתוכם הם מכילים כמה יסודות כבדים שלא הצליחו להתמזג בעצמם.

המשמעות היא שהם בוודאי רכשו אותם מכוכבות קודמות, מכוכבי הדור הראשון, שחייהם היו קצרים מאוד בגלל המסה הגדולה שלהם והתפוצצו כסופרנובות.

הוספת גילאים אלה מעריכים קוסמולוגים כי לפני 13.6 מיליארד שנה נוצר שביל החלב.

חלקים משביל החלב

לספירלה של שביל החלב שלושה אזורים מוגדרים היטב, המסתובבים במהירויות שונות (ככל שהמרכז קרוב יותר, כך הסיבוב מהיר יותר):

- הדיסק , אזור שופע גז ואבק אשר מודד כ- 40,000 מחשבים ובעובי של 2,000 מחשבים: רוב הכוכבים בגלקסיה נמצאים שם, כמעט כולם חמים מאוד ויצרו לאחרונה כוכבים כחולים.

- הנורה הוא עיבוי כדורי סביב המרכז, מעל ומתחת הדיסק, עם רדיוס של PC 6000. אזור זה, בניגוד לדיסק, דליל באבק ובגז, עם אוכלוסייה מהממת עתיקה.

- ההילה , כדור קלוש עצום העוטף את הגלקסיה ומרכזו חופף לזה של הדיסק. הכוכבים כאן מקובצים באשכולות כדוריים, וכמו הנורה, יש כאן מעט חומר בין-כוכבי, כך שאוכלוסיית הכוכבים היא גם ברובה קדומה.

איור 4. איור 4. חלקי שביל החלב. השמש, שנמצאת באחת מזרועותיה, מבצעת תנועות שונות, מלבד תנועה במרכז הגלקטי. PNG / PSG הם כיווני הקוטב הצפוני והדרומי הגלקטי. מקור: Wikimedia Commons.

מבנה ספיראלי

שביל החלב מעוצב כמו ספירלה מסורגת. אסטרונומים עדיין לא יודעים מדוע עניין הגלקסיה מסודר בצורה זו. לא לכל גלקסיות הספירלה יש סורגים, ורבות אפילו לא ספירלות, אלא סגלגלות.

איור 5. מבנה הספירלה של שביל החלב שנראה ישר מלמעלה. השמש היא הנקודה הצהובה על זרועו של אוריון (אורי). שמות הזרועות תואמים את קבוצות הכוכבים ומקוצרים. מקור: Wikimedia Commons. משתמש: Rursus / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

תיאוריה אחת היא ששונות של צפיפות בחומר יכולה להתפשט בחלל, בדומה לאדוות בבריכה כאשר נזרקים אבן. זו מה שמכונה תיאוריית גלי הצפיפות, אך היא לא היחידה שהוצעה להסביר את נוכחות הזרועות הספירליות.

רכיבים

גלקסיות לוויין

ישנן מספר גלקסיות קטנות יותר המלוות את שביל החלב, הידועות בהן הן העננים המגלניים.

איור 6. הענן המגלני הגדול. מקור: Wikimedia Commons.

לאחרונה נמצאה גלקסיית הגמדים של מזל קשת ועוד אחת, עליה מדענים עדיין לא יכולים להסכים אם היא גלקסיית לוויין בפני עצמה או חלק מדרך החלב: גלקסיית הגמדים של Canis Major.

יתכנו אפילו גלקסיות לוויין אחרות של שביל החלב שלא ניתן לראות ממיקומנו, על אחת מזרועות הספירלה. כוח הכובד העוצמתי של שביל החלב מושך אותם ובוודאי שבעוד מיליוני שנים הם יהפכו לחלק ממנו.

חור שחור מרכזי

בזכות טלסקופים אינפרא אדום, האסטרונומים הצליחו לעקוב אחר תנועת הכוכבים בסביבת מרכז הגלקסיה.

ישנו מקור רנטגן אינטנסיבי המכונה Sgr A (Saggitarius A), שלפי ההערכה הוא החור השחור העל-מסיבי שיש לכל הגלקסיות, כולל שלנו, במרכז.

החור השחור ב Saggitarius A מוערך בכ -4 מיליון מסות שמש. זוהר נובע ממנו, תוצר של חומר בין-כוכבי שמתנקז אליו ללא הרף. לעיתים זוהר אלים מעיד על כך שכוכב נכנס פנימה.

כוכבים

פארו של שביל החלב נובע מכוכבים שמאכלסים אותו: בין 200 ל -400 מיליון. השמש שלנו היא כוכבת ממוצעת של אמצע החיים, הממוקמת בזרועו של אוריון, 7900 מחשבים מהמרכז הגלקטי ההומה.

ישנם סוגים רבים של כוכבים, המסווגים לפי מסתם וטמפרטורתם. הם מסווגים גם על פי תוכנם של יסודות קלים, מימן והליום או יסודות כבדים יותר, אותם מכנים אסטרונומים באופן כללי מתכות.

האחרונים הם כוכבים צעירים יותר, המכונים אוכלוסייה I, בעוד שהקודמים מבוגרים יותר ומוכרים אוכלוסייה II.

בגלקסיות כמו שביל החלב ישנם כוכבים משתי האוכלוסיות. בזרועות הספירלה ובדיסק הגלקטי אלה של אוכלוסייה II שולטות, ואילו בהילה ובנורה אלה של אוכלוסייה I.

כוכבי לכת

עד לא מזמן יחסית מערכת הכוכבים היחידה עם כוכבי לכת ידועים הייתה מערכת השמש. יש בו שני סוגים של כוכבי לכת; כאלה סלעיים כמו כדור הארץ וענקים כמו צדק.

החל משנות ה -90 של המאה ה -20 התגלו כוכבי לכת במערכות כוכבים אחרות: כוכבי לכת חוץ או כוכבי לכת.

עד כה מתגלים יותר מ -3000 ומספרם לא מפסיק. הרוב המכריע הם כוכבי לכת מהסוג היובי, כלומר ענקי גז, אך נמצאו כמה סלעים כמו כדור הארץ.

עניין בין כוכבים

החלל בין הכוכבים מלא בגז ואבק בין-כוכבי. כאשר נצפה שביל החלב מכדור הארץ, נראים קווים ואזורים כהים יותר, בהם שפע הגז והאבק. זה מורכב בעיקר מאלמנטים קלים: מימן והליום, עם עקבות של יסודות כבדים יותר.

לחומר הבין-כוכבי יש תפקיד מהותי בגלקסיה וביקום, שכן זהו חומר הגלם לכוכבים ולמערכות פלנטאריות.

הפניות

1. CDS. איך נדע את גיל שביל החלב? התאושש מ: Cienciadesofa.com.
2. Kutner, M. 2003. אסטרונומיה: נקודת מבט פיזית. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג '.
3. מקום החלל של נאס"א. מהי גלקסיית לוויין? התאושש מ: spaceplace.nasa.gov.
4. Pasachoff, J. 2007. הקוסמוס: אסטרונומיה במילניום החדש. מהדורה שלישית. תומסון-ברוקס / קול.
5. Seeds, M. 2011. יסודות האסטרונומיה. המהדורה השביעית. לימוד Cengage.
6. נוף של מערכת השמש. לידת הגלקסיות והיווצרותן. התאושש מ: solarviews.com.
7. ויקיפדיה. שביל החלב. התאושש מ: es. wikipedia.org.
8. ויקיפדיה. שביל החלב. התאושש מ: en.wikipedia.org.