Charakterystyczny jasny pas rozciągający się na całej długości nieboskłonu obserwowali już greccy i arabscy astronomowie. Niektórzy starożytni uczeni twierdzili, że zjawisko to jest niczym innym, jak płonącym fragmentem atmosfery. Mniej więcej 2 tys. lat później Galileusz spojrzał na nocne niebo przez pierwszy teleskop i stwierdził, że to, na co patrzy, jest niczym innym, jak skupiskiem gwiazd.
Dziś wiemy znacznie więcej na temat Drogi Mlecznej, ale macierzysta galaktyka Ziemi wciąż jeszcze skrywa wiele pytań, na które świat nauki nie zna odpowiedzi.
Jak wygląda Droga Mleczna?
Droga Mleczna ma formę spłaszczonego dysku z wyróżniającym się centralnym zagęszczeniem, wzrastającym w kierunku środkowej części galaktyki. Obszar ten, nazywany zgrubieniem centralnym, ma kształt wydłużonej poprzeczki. Obserwując naszą galaktykę z boku, można by dojść do wniosku, że przypomina soczewkę otoczoną płaskim dyskiem.
Droga Mleczna jest zaliczana do grupy galaktyk spiralnych, podobnie jak galaktyka Andromedy. To oznacza, że dysk galaktyczny składa się z ramion. Ich spiralny kształt wynika ze znacznej dynamiki rotacji materii i gwiazd, które tworzą dysk. Niestety, póki co świat nauki nie dysponuje technologią, która pozwalałaby obserwować galaktykę z zewnątrz, co utrudnia określenie ich liczby. Naukowcy odkryli cztery główne ramiona:
- Ramię Strzelca,
- Ramię Węgielnicy,
- Ramię Perseusza,
- Ramię Krzyża.
Znane są także mniejsze „odnogi”:
- Ramię Oriona,
- Bliskie Ramię Trzech Kiloparseków,
- Dalekie Ramię Trzech Kiloparseków.
Jak i kiedy powstała Droga Mleczna?
Zdaniem astronomów, Droga Mleczna jest niewiele młodsza od samego Wszechświata (przy czym należy podkreślić, że liczebnik nieokreślony „niewiele” trzeba rozpatrywać w skali galaktycznej). Przez długi czas sądzono, że proces formowania naszej galaktyki rozpoczął się ok. 11 mld lat temu. Obecny stan wiedzy pozwala jednak stwierdzić, że Droga Mleczna jest znacznie starsza.
Naukowcy obserwujący przestrzeń przez dwa teleskopy, Gaia i LAMOST, zbadali metaliczność 250 tys. gwiazd, które obecnie przechodzą w stadium czerwonego olbrzyma. Wyniki ich pracy wskazują, że proces formowania dysku galaktycznego z ogromnej chmury gazowo-pyłowej rozpoczął się 800 mln lat po Wielkim Wybuchu, czyli ok. 13,2 mld lat temu.
Należy jednak podkreślić, że na kształt naszej Galaktyki największy wpływ wywarło inne wydarzenie. Gdy wokół powstającej centralnej części Drogi Mlecznej zaczęło tworzyć się halo galaktyczne, w zasięgu oddziaływania grawitacyjnego wciąż jeszcze młodej galaktyki pojawił się inny układ – galaktyka karłowata Gaia-Sausage-Enceladus. Ta została wchłonięta przez większą Drogę Mleczną, co zainicjowało proces formowania gwiazd tworzących cienki dysk.
Pochodzenie nazwy
Skąd właściwie wzięła się nazwa naszej Galaktyki? Żeby to wyjaśnić, musimy cofnąć się do starożytności. Spoglądający w niebo greccy astronomowie widzieli jasny pas, wyraźnie wyróżniający się na całym widocznym obszarze nieboskłonu. Na tej podstawie nazwali naszą galaktykę terminem galaxis kyklos, co oznacza mleczny krąg. Nazwę tę zapożyczyli Rzymianie, którzy zaczęli określać jasną smugę jako via lactea, czyli droga mleczna. Nazwa wykroczyła poza granice Cesarstwa Rzymskiego i obowiązuje do dziś.
Z czego składa się Droga Mleczna?
Budowa Drogi Mlecznej wciąż jeszcze skrywa wiele niewiadomych. Wiemy, że nasza Galaktyka składa się z trzech głównych elementów: gwiazd, gazu i pyłu oraz ciemnej materii.
Gwiazdy tworzące Drogę Mleczną można podzielić na trzy populacje. Populacja I składa się z ciał niebieskich tworzących dysk galaktyczny. W tej grupie znajdują się zarówno młode gwiazdy, liczące kilka milionów lat, jak i znacznie starsze, istniejące od ok. dziesięciu miliardów lat. Obiekty te poruszają się po orbitach kołowych i krążą wokół centrum Drogi Mlecznej.
Populacja II składa się z gwiazd zlokalizowanych w zgrubieniu centralnym i halo galaktycznym. Mowa o najstarszych obiektach, liczących 12–13 miliardów lat. W przeciwieństwie do gwiazd z populacji I, te poruszają się po bardziej losowych orbitach. Nie ogranicza ich płaszczyzna dysku galaktycznego.
Populację III tworzą historyczne gwiazdy, których nie udało się zaobserwować. Mamy tu na myśli obiekty składające się niemal wyłącznie z czystego wodoru i helu, czyli materii powstałej w następstwie Wielkiego Wybuchu.
Gaz i pył to część składowa Galaktyki obecna przede wszystkim w płaszczyźnie dysku galaktycznego. Część gazowa składa się w 70 proc. z wodoru i w 28 proc. z helu. Pył tworzą drobne ziarna (w większości pokryte lodem lub tlenkiem węgla) składające się ze związków węgla, krzemu, tlenu i innych pierwiastków.
Ciemna materia to najbardziej zagadkowy element Drogi Mlecznej. To forma materii nieoddziałująca ze światłem, której dotąd nie udało się zaobserwować w sposób bezpośredni. Jest widoczna wyłącznie dzięki oddziaływaniu grawitacyjnemu z widzialną materią.
Ile jest gwiazd w Drodze Mlecznej?
Naukowcy szacują, że w całej Galaktyce istnieje od 100 mld do 400 mld gwiazd. W większości są to obiekty znajdujące się w dysku galaktycznym, które różnią się pod względem wieku, składu chemicznego i masy.
Przeważają długowieczne, ale niewielkie i dość chłodne gwiazdy – czerwone karły typu M. Największe i najjaśniejsze gwiazdy – białoniebieskie olbrzymy klasyfikowane w typach widmowych O i B – należą do mniejszości. To właśnie te szczególnie gorące obiekty tworzą spiralne ramiona Galaktyki.
Należy podkreślić, że w obszarze Drogi Mlecznej może istnieć od 100 do 200 mld planet, z czego aż 300 mln może stwarzać warunki sprzyjające rozwojowi życia.
Obserwacje Drogi Mlecznej
Jasna smuga dysku teoretycznie powinna być doskonale widoczna z Ziemi. Tylko teoretycznie, w praktyce okazuje się, że zanieczyszczenie światłem uniemożliwia skuteczną obserwację.
Chcąc zaobserwować charakterystyczną wstęgę, należy wybrać miejsce położone z dala od terenów zurbanizowanych i źródeł rozproszonego światła. Najlepsze warunki stwarzają obszary chronione przed zanieczyszczeniem świetlnym, czyli parki ciemnego nieba. W Polsce to m.in. Park Gwiezdnego Nieba „Bieszczady”, Izerski Park Ciemnego Nieba i Sopotnia Wielka.
Ważne jest nie tylko miejsce, ale i czas. Najlepsze warunki stwarza przełom kwietnia i maja, kiedy wstęga Drogi Mlecznej unosi się nisko nad horyzontem, a obserwacje nie są zakłócane przez białe noce.
Gdzie znajduje się Ziemia w Drodze Mlecznej?
Na koniec wypada wyjaśnić, w którym obszarze Drogi Mlecznej znajduje się Ziemia. Cały Układ Słoneczny (więc także nasza planeta) leży na niewielkim Ramieniu Oriona, między Ramieniem Perseusza i Strzelca. Obszar ten jest położony w połowie drogi do centrum galaktyki (w odległości ok. 25 tys. lat świetlnych).
Ziemia znajduje się pomiędzy głównymi ramionami galaktyki, co dla astronomów stanowi dużą przeszkodę w mapowaniu Drogi Mlecznej. Przy użyciu dostępnej technologii, możliwe jest określenie położenia tylko najjaśniejszych części dużych ramion, ale nie tego, co znajduje się między nimi.
Ciekawostki o Drodze Mlecznej
Powyżej wymieniliśmy najciekawsze fakty na temat naszej Galaktyki. Na zakończenie mamy dla was garść intrygujących ciekawostek dotyczących Drogi Mlecznej.
- Ciemna materia jest największym składnikiem Drogi Mlecznej. Zdaniem naukowców, jej masa dziesięciokrotnie przewyższa masę wszystkich gwiazd w galaktyce i jest stukrotnie większa niż masa gazu i pyłu.
- Gwiazdy znajdujące się w pobliżu centrum Drogi Mlecznej rotują z prędkością 220 km/s.
- Prędkość orbitalna Układu Słonecznego to z kolei 268 km/s.
- Średnica dysku galaktycznego przekracza 100 tys. lat świetlnych. Jego grubość to ok. 1000 lat świetlnych.
- Z Ziemi można dostrzec zaledwie 0,000001 proc. wszystkich gwiazd Drogi Mlecznej.
- Naukowcy są zdania, że halo ciemnej materii ma kształt sferoidy lekko spłaszczonej na biegunach. Taki wniosek wysnuli na podstawie analizy jej wpływu na materię widzialną.
