Jak możemy stwierdzić, że Droga Mleczna jest galaktyką spiralną?

30

Z Ziemi możemy bardzo łatwo odróżnić rodzaj innej galaktyki, po prostu obserwując jej kształt, kolor i strukturę. Ponieważ jednak znajdujemy się w Drodze Mlecznej, nie możemy uzyskać „widoku z zewnątrz”. Jak zatem stwierdzić, czy znajdujemy się w spirali, czy w galaktyce eliptycznej?

Devgeet Patel
źródło
@Deveet Patel Czy mógłbyś skomentować, dlaczego naliczyłeś nagrodę za to pytanie? Dzięki rozwiązaniu MBR nie jestem pewien, co pozostało do odpowiedzi.
Moriarty
@ Deveet-Patel co powiesz na przyjęcie odpowiedzi! Daj ulubieńcowi kleszcza ...
Jeremy

Odpowiedzi:

35

Jest kilka wskazówek.

Droga Mleczna to płaski dysk

Pierwszym i najprostszym jest to, że żyjemy na dysku. Jak widać na obrazach takich jak te z badania 2MASS w zakresie podczerwieni: wprowadź opis zdjęcia tutaj

Wyraźnie widzimy, że jesteśmy wewnątrz dysku, ponieważ to, co widzimy, gdy się wokół nas rozgląda, to dysk widoczny na krawędzi. Nie wygląda jak elipsoida lub jakikolwiek inny kształt; wygląda jak dysk.

Droga Mleczna ma broń

Inną silną wskazówką, jaką mamy, jest prędkość gwiazd Drogi Mlecznej, którą możemy zmierzyć. Po pierwsze, widzimy ogólne ruchy obrotowe, a kiedy przyjrzysz się dokładnie wzorom (jak na poniższym zdjęciu, czyli obserwacjach w zakresie radiowym Drogi Mlecznej w Obserwatorium Green Bank), możesz wywnioskować, że gwiazdy są nawet uporządkowane w spirale: wprowadź opis zdjęcia tutaj

MBR
źródło
Drugie zdjęcie jest bardzo przekonujące ... ale wciąż go nie rozumiem, czarna linia ABCD tak naprawdę nie jest zgodna z żadnym rzeczywistym wzorem (AB tak, ale wtedy wzór dużej czerwonej nieoznaczonej plamy naprawdę nie wygląda jak to się otacza. Po prostu tak naprawdę tego nie widzę. Czy możesz być bardziej konkretny?
Mitch Harris
@MitchHarris: To nie jest dwuwymiarowa mapa przestrzenna, to wykres prędkości względem długości galaktycznej. Mapa przestrzenna pokazana jest w prawym górnym rogu, z segmentami AB i C-? odpowiadające temu, co wydaje się być dwoma podzbiorami tego samego spiralnego ramienia (z BCD najwyraźniej zablokowanym przez nasz rdzeń).
Keith Thompson
Zauważ, że mapa na drugim rysunku to tak naprawdę emisja radiowa z chmur gazowych, a nie gwiazd, więc naprawdę mówi ci, że gaz (obojętny wodór) w dysku Drogi Mlecznej jest zorganizowany w ramiona spiralne.
Peter Erwin
12

Oprócz odpowiedzi @ MBR; istnieją inne (mniej mylące) sposoby przedstawiania danych. W tym artykule opisano zastosowaną metodę; w zasadzie wykreślają położenie i ruch gwiazd lub chmur wodoru . Rozkład wodoru w naszej galaktyce wygląda następująco:
mapa wodorowa Galaktyki
teraz w tych pomiarach jest dużo hałasu, ale ogólnie widać, że wodór zbija się w spirale.

Hobbes
źródło
6

Jedno dodatkowe źródło dowodów pochodzi z innych galaktyk spiralnych. Możemy zobaczyć, jak wyglądają, jak są skomponowane i możemy zobaczyć, że dowody, które mamy z obserwacji naszej własnej galaktyki, pasują do tych galaktyk. Nie jest tak silny, jak dowody obserwacyjne pokazane gdzie indziej w odpowiedziach tutaj, ale je popiera.

adrianmcmenamin
źródło
3

Wskazówki dotyczące kształtu Drogi Mlecznej to:

1) Kiedy patrzysz okiem w stronę centrum galaktyki, widzisz długi, cienki pasek. Sugeruje to, że dysk jest widziany na krawędzi, a nie elipsoidy lub innego kształtu. Możemy również wykryć wybrzuszenie w środku. Ponieważ widzimy galaktyki spiralne, które są dyskami z centralnymi wybrzuszeniami, jest to trochę wskazówka.

2) Kiedy mierzymy prędkości gwiazd i gazu w naszej galaktyce, widzimy ogólny ruch obrotowy większy niż ruchy losowe. To kolejna cecha spirali.

3) Frakcja gazu, kolor i zawartość pyłu w naszej galaktyce są spiralne.

Ogólnie rzecz biorąc, jest to dość przekonujący argument. Oczywiście musimy założyć, że nasza galaktyka nie jest zupełnie inna niż inne galaktyki, które widzimy - ale przypuszczam, że gdy cywilizacja zaakceptuje, że nie zajmuje żadnego specjalnego miejsca we wszechświecie, argumenty dotyczące podobieństwa wydają się sensowne.

Antp
źródło