gov-civil-vilareal.ptWaar staat de zon in de Melkweg?
>Ik krijg e-mail. Meestal zijn het mensen die een paar vragen stellen die Google kunnen gebruiken (hint hint), en soms is het een vraag waar ik wat rond moet graven om te beantwoorden. Ik vind die leuk, omdat het betekent dat ik iets kan leren.
In dit geval, slechte lezer Joshua Brown, ging het over de locatie van de zon in de melkweg. Niet hoe ver we van het centrum zijn, dat we nu vrij goed weten (ongeveer 26.700 lichtjaar), maar hoe ver we van het centrum verwijderd zijn. middenvlak van de melkweg. Ons melkwegstelsel is een platte schijf van 100.000 lichtjaar of zo, maar hij is ook ongeveer 2000 lichtjaar dik. De werkelijke dikte is moeilijk te definiëren, omdat de sterren een beetje vervagen als je omhoog (of omlaag) gaat van de schijf, zoals de atmosfeer van de aarde dunner wordt naarmate je hoger wordt. Hoe dik het is, hangt ook af van wat je meet!
Een all-sky infraroodbeeld van de melkweg opnieuw toegewezen zodat de platte schijf van de melkweg dwars door het centrum loopt, en het centrum is het galactische centrum. We bevinden ons in de melkweg, dus dit beeld is alsof we terugkijken naar het centrum van de melkweg, met de schijf achter ons. Het galactische noorden is boven en het middenvlak snijdt precies halverwege de schijf. Credit: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF
wat is de goede plaats beoordeeld?
Er zijn eigenlijk twee schijven in de melkweg: a dikke schijf en een dunne schijf , met de dunne schijf precies in het midden van de dikke. Stel je voor dat de melkweg een tweelaagse cake is met glazuur tussen de lagen. Het glazuur is de dunne schijf en de cakespons is de dikke. Als de twee sponslagen precies dezelfde hoogte hebben, zou het galactische middenvlak horizontaal precies door het midden van de glazuurlaag ertussen snijden. Om je een gevoel van schaal te geven, als de cake 10 cm hoog is (de dikte van boven naar beneden van de dikke schijf), dan zou de cake zelf, om te schalen met de Melkweg, een cirkel zijn met een diameter van 5 meter! Dat is een hele brede, platte taart. De glazuurlaag in het midden die de dunne schijf voorstelt, zou ongeveer 4 cm dik zijn, wat een dikke glazuurlaag is!).
Op deze schaal zou de zon ook 1,3 meter van het centrum verwijderd zijn, ongeveer halverwege van het centrum naar de rand.
Maar waar is het? verticaal op de taart? Precies in het midden van die glazuurlaag, of een beetje naar boven of naar beneden?
De meest actuele kaart van de Melkweg wordt getoond in de afbeelding van een kunstenaar. De zon staat direct onder het galactische centrum, vlakbij de Orion Spur. De armen van de Scutum-Centaurus zwaaien naar rechts en naar boven en gaan achter het midden naar de andere kant. De waargenomen maser bevindt zich bijna recht tegenover de zon vanuit het centrum in de S-C-arm, op 65.000 lichtjaar afstand. Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Gekwetst (SSC/Caltech)
Dat aantal was moeilijk te bepalen. Maar in 2016 onderzochten een paar astronomen de oriëntatie van het sterrenstelsel in de ruimte. Als het een platte schijf is, dan wijst de as van die schijf naar een bepaalde plek aan de hemel. Hun doel was om die plek te vinden , maar als bijproduct kregen ze ook een meting van de verplaatsing van de zon vanuit het middenvlak. Hun resultaat is dat we ons ongeveer 55 lichtjaar ten noorden van dat vlak bevinden (waar 'noord' naar toe is) galactisch noorden , die zich in het sterrenbeeld Coma Berenices bevindt). Hun schatting heeft echter een grote onzekerheid van ongeveer 16 lichtjaar, maar zelfs daarmee zijn we zeker ten noorden van het middenvlak.
de zon is ook een ster door nicola yoon
Ze hebben dit gemeten door de richting naar de noordelijke galactische pool te meten! Ze gebruikten een heleboel verschillende 'tracers' voor de schijf, objecten of groepen objecten die de vorm van de schijf van de Melkweg traceren. Vervolgens kijken ze naar de verdeling van deze objecten over de schijf en laten ze daarmee het vlak van de melkweg zelf bepalen. Als ze dat eenmaal hebben, kunnen ze wat geometrie toepassen om de pool van dat vlak te vinden (beschouw het als de richting waarin dat vlak staat).
Ze doen dit op twee manieren: de ene is 'onbeperkt', waarbij ze die tracers gewoon gebruiken om de geometrie te krijgen. De andere manier is 'beperkt', waarbij ze het centrum van de melkweg dwingen om de locatie te zijn van ons centrale superzware zwarte gat, Sgr A*. Deze twee methoden leveren enigszins verschillende antwoorden op, die ze toeschrijven aan het feit dat de zon niet precies in het midden van het vlak van de schijf staat. Als ze daar rekening mee houden, krijgen ze het getal van 55 lichtjaar.
Een schematische weergave van het pad van de zon rond de Melkweg terwijl deze tientallen lichtjaren op en neer beweegt vanuit het galactische vlak. De schaal van de verticale beweging is sterk overdreven. Credit: Chris Setter / Phil Plait
Coooool. Overigens draait de zon om het centrum van de melkweg (de galactisch jaar en soms de kosmisch jaar ) elke paar honderd miljoen aardse jaren , maar terwijl het dat doet, beweegt het op en neer ten opzichte van de schijf! Als het zich boven het middenvlak van de schijf bevindt, trekt de zwaartekracht van de miljarden gecombineerde sterren het naar beneden, dus het valt terug naar beneden, gaat door het middenvlak en zakt dan naar enkele tientallen lichtjaren onder de schijf, die het dan omhoog trekt, en het proces herhaalt zich. Nu we zijn nog steeds onderweg naar boven . De cyclus duurt ongeveer 60 miljoen jaar om eenmaal te voltooien.
Daar ga je dan! Ik wist dat we niet precies in het middenvlak zaten, maar ik wist niet hoeveel we eraf waren, of hoe dat werd gemeten. Nu wel. Hopelijk nu jij ook.
Mijn dank aan Joshua Samuel Brown ( @josambro op Twitter) voor het stellen van de vraag in de eerste plaats!
Correctie (2 okt. 2019): Het verkrijgen van de diktes van de dunne en dikke schijven is een beetje lastig; de nummers die ik oorspronkelijk gebruikte waren te klein. De Swinburne Astronomy online cursus vermeldt ze met schaalhoogten van respectievelijk 400 en 1000 lichtjaar, wat mij ongeveer goed in de oren klinkt. 'Schaalhoogtes' zijn een heel blik wormen om hier te openen, maar als je iets hebt dat dunner of minder dicht wordt met de hoogte (zoals de atmosfeer van de aarde), is de schaalhoogte waar de dichtheid met een factor 1 / e daalt, waarbij e de grondtal van de natuurlijke logaritme, ongeveer 2,7. Dus ja, het is een beetje ingewikkeld. Dus de taart is een analogie, maar hij is solide, dus het werkt niet erg goed als je in de details graaft (wat geldt voor alle analogieën). Het punt: de dikke schijf is dikker dan de dunne schijf, en de taart is echt breed in vergelijking met beide!
the huntman winter's war runtime
