ΙΣΤΟΛΟΓΙΟ ΚΟΙΝΟΤΙΣΜΟΥ 4

ΙΣΤΟΛΟΓΙΟ ΚΟΙΝΟΤΙΣΜΟΥ 4

ΕΤΙΚΕΤΕΣ

Ο ΔΙΚΟΣ ΜΑΣ ΓΑΛΑΞΙΑΣ

Μία φωτογραφία του Milky Way στον νυχτερινό ουρανό πάνω από το Παρατηρητήριο Paranal. Η ακτίνα laser (δείκτης άστρων) δείχνει το κέντρο του Γαλαξία.


Ο Γαλαξίας Milky Way είναι ο γαλαξίας που βρίσκεται το δικό μας ηλιακό σύστημα. Το όνομα Milky Way δόθηκε από τους Άγγλους οι οποίοι πήραν το όνομα από τα λατινικά : Via Lactea οι δε Λατίνοι το πήραν από τα αρχαία ελληνικά: "Γαλαξίας"  (Γαλακτώδης Δρόμος) και το μετέφρασαν έτσι επακριβώς στα Αγγλικά. Πράγματι, ο γαλαξίας μας φαίνεται την νύχτα σε ασυνέφιαστο ουρανό σαν μία γαλακτώδης ζώνη. Πρέπει βέβαια να είμαστε μακρυά από τα φώτα της πόλης για να μπορέσουμε να τον δούμε. Φαίνεται σαν ένα μονοπάτι με πιο πυκνά άστρα απ' ότι τριγύρω και θυμίζει γάλα που χύθηκε στον ουρανό.


    Από την Γη ο Milky Way φαίνεται σαν μιά ζώνη γιατί η δισκοειδής δομή του φαίνεται από μέσα από τον Γαλαξία. Ο Γαλιέο Γαλιλέϊ πρώτος ανάλυσε την ζώνη φωτός σε ξεχωριστά άστρα με το τηλεσκόπιό του το 1610. Στο παρελθόν, οι αστρονόμοι νόμιζαν ότι όλα τα άστρα του σύμπαντος περιέχονταν μέσα στον Milky Way. Ακολουθώντας την Μεγάλη Δημόσια Συζήτηση (Great Debate) του 1920 μεταξύ των αστρονόμων Harlow Shapley και Heber Curtis, παρατηρήσεις από τον Edwin Hubble έδειξαν τελεσίδικα ότι ο Milky Way ήταν απλά ένας από πολλούς γαλαξίες.


      Ο Milky Way είναι ένας ραβδοειδής σπειροειδής γαλαξίας ("ραβδοειδής" σημαίνει ότι το κέντρο του μοιάζει με ευθεία μπάρα) κάπου 100000-120000 έτη φωτός σε διάμετρο που περιέχει 100-400 δισεκατομμύρια άστρα. Μπορεί να περιέχει τουλάχιστον άλλους τόσους πλανήτες. Το Ηλιακό μας Σύστημα βρίσκεται μέσα στον δίσκο, περίπου 27000 έτη φωτός από το Γαλαξιακό Κέντρο, στην εσώτερη άκρη μιάς συγκέντρωσης αερίου σε σπειροειδή μορφή που λέγεται Βραχίονας του Ωρίωνα (Orion Arm) . Τα άστρα στην εσώτερη περιοχή των περίπου 10000 ετών φωτός σχηματίζουν μιά προεξοχή και μία ή περισσότερες μπάρες που ακτινοβολούν από την προεξοχή. Η κατ' εξοχήν κεντρική περιοχή σημαδεύεται από μία έντονη πηγή ραδιοακτινοβολίας που λέγεται Τοξότης Α* (Sagittarius A*) η οποία πιθανόν είναι μιά υπερμαζική μαύρη τρύπα.

     Άστρα και αέρια σε μία ευρεία περιοχή αποστάσεων από το Γαλαξιακό κέντρο περιστρέφονται σε τροχιά με ταχύτητα περίπου 220 χλμ. το δευτερόλεπτο. Η σταθερή ταχύτητα περιστροφής έρχεται σε αντίθεση με τους νόμους της Κεπλεριανής δυναμικής και υπονοεί ότι πολλή από την μάζα του Milky way δεν εκπέμπει ούτε αποροφά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Στην μάζα αυτή έχει δοθεί το όνομα "σκοτεινή ύλη". Η περίοδος περιστροφής είναι περίπου 240 εκατομμύρια έτη στην θέση του Ήλιου μας. Ο Γαλαξίας σαν σύνολο κινείται με μία ταχύτητα περίπου 600 χλμ. το δευτερόλεπτο όταν αναφερόμαστε  σε εξωγαλαξιακά συστήματα αναφοράς. Το παλαιότερο γνωστό άστρο στον Γαλαξία έχει ηλικία τουλάχιστον 13.6 δις έτη και επομένως πρέπει να έχει σχηματιστεί σύντομα μετά το Big Bang. Περιτριγυρισμένος από πολλούς μικρότερους γαλαξίες δορυφόρους, ο Milky Way είναι μέρος του Τοπικού Γκρουπ γαλαξιών, το οποίο (γκρουπ) είναι ένα υποσύνολο του Υπερσμήνους της Παρθένου (Virgo Supercluster).

      Όταν παρατηρούμε τον νυχτερινό ουρανό, ο όρος "Milky Way" προσδιορίζει την ομιχλώδη ζώνη λευκού φωτός κάπου 30 μοίρες φαρδιά που διασχίζει σαν τόξο τον ουρανό. Αν και όλα τα ξεχωριστά άστρα που είναι ορατά σε όλον τον ουρανό με γυμνό οφθαλμό είναι μέρος του Γαλαξία Milky Way, το φως σ' αυτήν την ζώνη προέρχεται από την συσσώρευση άστρων που είναι πολύ κοντά και δεν είναι ορατά σαν ξεχωριστά και από άλλο υλικό όταν βλέπουμε τον Milky Way στην κατεύθυνση του Γαλαξιακού επιπέδου. Σκοτεινές περιοχές μέσα στην ζώνη, όπως το Μεγάλο Ρήγμα και το Coalsack, αντιστοιχούν σε περιοχές όπου το φως από μακρινά άστρα μπλοκάρεται από την διαστρική σκόνη.

     Ο Milky Way έχει σχετικά χαμηλή φωτεινότητα επιφάνειας. Η ορατότητά του μπορεί να ελαττωθεί κατά πολύ από παρασκηνιακό φως όπως μόλυνση φωτός ή αδέσποτο φως από το φεγγάρι. Είναι μόλις ορατός όταν η φωτεινότητά του είναι +5.1 ή περισσότερη, ενώ δείχνει πολλές λεπτομέρειες σε φωτεινότητα +6.1. Έτσι ο Milky Way είναι δύσκολα ορατός από μία πόλη γεμάτη φώτα ή μιά προαστιακή περιοχή αλλά πολύ επιφανής όταν τον βλέπουμε από μιά αγροτική περιοχή όταν το φεγγάρι είναι κάτω από τον ορίζοντα.

     Όπως το βλέπουμε από την Γη το ορατό Γαλαξιακό επίπεδο του Milky Way καταλαμβάνει μιά περιοχή του ουρανού που περιλαμβάνει 30 αστερισμούς. Το κέντρο του Γαλαξία βρίσκεται στην διεύθυνση του αστερισμού του Τοξότη. Εκεί ο Milky Way έχει την μεγαλύτερη λαμπρότητα. Από τον Τοξότη η ομιχλώδης ζώνη λευκού φωτός φαίνεται να περνά προς τα δυτικά από το Γαλαξιακό αντίκεντρο στην Auriga (Το γαλαξιακό αντίκεντρο είναι ένα θεωρητικό σημείο στον ουρανό που βρίσκεται κατευθείαν αντίθετα του κέντρου του γαλαξία Milky Way. Επειδή αυτό το σημείο είναι σχετικό, θα ποικίλει αναλόγως της θέσης του παρατηρητή. Δεν είναι κάποιο πραγματικό σημείο σταθερό στο διάστημα). Η ζώνη κατόπιν συνεχίζει προς τα δυτικά τον υπόλοιπο δρόμο της γύρω στον ουρανό (στο αθέατο ημισφαίριο του ουρανού) και φτάνει πίσω πάλι στον Τοξότη. Η ζώνη διαιρεί τον νυχτερινό ουρανό σε δύο χοντρικά ίσα ημισφαίρια.

     Το Γαλαξιακό επίπεδο κλίνει κατά περίπου 60 μοίρες εν σχέσει με την εκλειπτική (το επίπεδο της τροχιάς της Γης). Εν σχέσει με τον ουράνιο ισημερινό περνάει τόσο βόρεια όσο βρίσκεται ο αστερισμός της Κασσιόπης και τόσο νότια όσο βρίσκεται ο αστερισμός του Σταυρού του Νότου δείχνοντας έτσι την μεγάλη κλίση του ισημερινού επιπέδου της Γης και του επιπέδου της εκλειπτικής εν σχέσει με το Γαλαξιακό επίπεδο. Ο βόρειος Γαλαξιακός πόλος βρίσκεται κοντά στον αστέρα β Κόμης Βερενίκης, και ο νότιος Γαλαξιακός πόλος είναι κοντά στον αστέρα α Sculptoris. Εξ αιτίας της μεγάλης κλίσης, ανάλογα με την ώρα της νύχτας και την ημερομηνία, το τόξο του Milky Way μπορεί να εμφανιστεί σχετικά χαμηλά ή σχετικά υψηλά στον ουρανό. Γιά παρατηρητές που βρίσκονται στην ζώνη από 65 μοίρες βόρεια έως 65 μοίρες νότια στην επιφάνεια της Γης, ο Milky Way περνάει κατευθείαν πάνω από το κεφάλι τους δύο φορές το εικοσιτετράωρο.

Μιά θέα του Milky Way προς τον αστερισμό του Τοξότη (περιλαμβάνεται και το Γαλαξιακό κέντρο) όπως φαίνεται από μία περιοχή μακρυά από φώτα πόλης.


Σχηματική απεικόνιση που δείχνει τον Γαλαξία σε προφίλ.

     Ο αστρικός δίσκος του Milky Way έχει διάμετρο περίπου 100000 εφ (έτη φωτός) και πάχος περίπου κατά μέσο όρο 1000 εφ. Γιά να καταλάβουμε την σχετική φυσική κλίμακα του Milky Way, εάν τον σμικρύνουμε σε διάμετρο 100 μέτρων, το Ηλιακό Σύστημα, περιλαμβανομένου και του υποθετικού νέφους του Oort, δεν θα ήταν περισσότερο από 1 χιλιοστό σε πλάτος, περίπου το μέγεθος ενός κόκκου άμμου. Το κοντινότερο άστρο, το Proxima Centauri, θα απείχε 4.2 χιλ. Γιά να το δούμε αλλοιώς, εάν το Ηλιακό Σύστημα μέχρι τον Πλούτωνα είχε το μέγεθος ενός εικοσάλεπτου του ευρώ, ο Milky Way θα είχε μιά διάμετρο 2000 χιλιόμετρα, μιά περιοχή περίπου το ένα τρίτο των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής.

     Εκτιμήσεις της μάζας του Milky Way ποικίλουν, εξαρτώμενες από την μέθοδο και τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν. Στο κατώτερο άκρο της περιοχής εκτιμήσεων, η μάζα του Milky Way είναι  5.8×1011 ηλιακές μάζες (η.μ.) κάτι λιγότερο από τον Γαλαξία της Ανδρομέδας. Μετρήσεις που έχουν γίνει χρησιμοποιώντας το σύστημα ραδιοτηλεσκοπίων Very Long Baseline Array το 2009 βρήκαν ταχύτητες μεγάλες έως τα 254 Km/s γιά άστρα στο εξώτερο άκρο του Milky Way. Καθώς η τροχιακή ταχύτητα εξαρτάται από την συνολική μάζα στο εσωτερικό της τροχιάς, αυτή η ταχύτητα υπονοεί ότι ο Milky Way έχει μεγαλύτερη μάζα, χονδρικά ίση με την μάζα του Γαλαξία της Ανδρομέδας στις 7×1011  η.μ.  μέσα σε σφαιρική περιοχή 160000 ετών φωτός από το κέντρο του. Μία μέτρηση του 2010 της ακτινικής ταχύτητας των άστρων της άλω βρίσκει την μάζα μέσα σε περιοχή 80 kiloparsecs ότι είναι  7×1011  η.μ. Η περισσότερη από την μάζα του Γαλαξία φαίνεται να είναι ύλη άγνωστης μορφής η οποία αντιδρά με την άλλη ύλη με βαρυτικές αλλά όχι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις. Αυτή η ύλη είναι σκοτεινή ύλη. Μία άλω σκοτεινής ύλης εξαπλώνεται σχετικά ομοιόμορφα σε μία απόσταση πάνω από τα εκατό kiloparsecs από το Γαλαξιακό Κέντρο. Μαθηματικά μοντέλα του Milky Way προτείνουν ότι η συνολική μάζα ολόκληρου του Γαλαξία βρίσκεται στην περιοχή  1–1.5×1012 η.μ.  Πιό πρόσφατες μελέτες δείχνουν μιά μάζα μεγαλύτερη έως τις 4.5×1012  η.μ.

     Ο Milky Way περιέχει τουλάχιστον 100 δις άστρα και μπορεί να έχει μέχρι 400 δις άστρα. Ο ακριβής αριθμός εξαρτάται από άστρα πολύ μικρής μάζας ή αστρα-νάνοι όπως λέγονται που είναι δύσκολο να εντοπιστούν ειδικά γιά αποστάσεις μεγαλύτερες των 300 ε.φ. από τον Ήλιο. Γιά σύγκριση, ο γειτονικός Γαλαξίας της Ανδρομέδας περιέχει κατ' εκτίμηση ένα τρις άστρα. Η ύλη που γεμίζει τον χώρο μεταξύ των άστρων είναι ένας δίσκος αερίων και σκόνης που λέγεται διαστρικό μέσο. Αυτός ο δίσκος έχει τουλάχιστον μιά συγκρίσιμη ακτίνα με αυτόν των άστρων, ενώ το πάχος του αερίου στρώματος ποικίλει από εκατοντάδες έτη φωτός γιά τα ψυχρότερα αέρια μέχρι χιλιάδες ετών φωτός γιά τα θερμότερα αέρια. Και το φαινόμενο του βαρυτικού φακού (Gravitational microlensing) και παρατηρήσεις πλανητών ενώ περνούν μπροστά από το άστρο δείχνουν ότι υπάρχουν τουλάχιστον τόσοι πλανήτες δεσμευμένοι στα άστρα όσα και τα άστρα στον Milky Way, ενώ μετρήσεις διά βαρυτικών φακών δείχνουν ότι υπάρχουν περισσότεροι ορφανοί πλανήτες μη δεσμευμένοι σε άστρο από τα άστρα στον Milky Way. Ο Γαλαξίας Milky Way περιέχει τουλάχιστον ένα πλανήτη ανά άστρο, και έτσι έχουμε 100-400 δις πλανήτες, όσον αφορά μία μελέτη του Ιανουαρίου του 2013 του αστρικού συστήματος πέντε πλανητών Kepler-32 στο διαστημικό παρατηρητήριο Kepler. Μία διαφορετική ανάλυση τον Ιανουάριο του 2013 των δεδομένων του παρατηρητηρίου Kepler εκτιμά ότι 17 δις εξωπλανήτες (Exoplanets) του μεγέθους της Γης βρίσκονται στον Γαλαξία Milky Way. Στις 4 Νοεμβρίου του 2013 οι αστρονόμοι ανέφεραν, βασιζόμενοι σε δεδομένα της διαστημικής αποστολής Kepler, ότι θα μπορούσαν να υπάρχουν έως 40 δις πλανήτες του μεγέθους της Γης που περιφέρονται στην κατοικήσιμη ζώνη άστρων όμοιων με τον Ήλιο. Ο κοντινότερος τέτοιος πλανήτης μπορεί να απέχει 12 ε.φ. σύμφωνα με τους επιστήμονες. Τέτοιοι πλανήτες, του μεγέθους της Γης, μπορεί να είναι περισσότεροι από τους αεριώδεις γίγαντες. Εκτός από τους εξωπλανήτες, οι "εξωκομήτες", κομήτες πέρα από το Ηλιακό Σύστημα, έχουν επίσης εντοπιστεί και μπορεί να είναι συνήθεις στον Γαλαξία Milky Way.

     Ο δίσκος των άστρων στον Milky Way δεν έχει ένα απότομο άκρο πέρα από το οποίο δεν υπάρχουν άστρα. Αλλά, η συγκέντρωση των άστρων ελαττώνεται με την απόσταση από το κέντρο του Γαλαξία. Γιά λόγους που δεν έχουν κατανοηθεί, πέρα από μιά ακτίνα περίπου 40000 ε.φ. από το κέντρο, ο αριθμός των άστρων ανά κυβικό παρσέκ πέφτει πολλύ γρηγορότερα με την ακτίνα. Ο Γαλαξιακός Δίσκος περιτριγυρίζεται από μία σφαιρική Γαλαξιακή Άλω άστρων και σφαιρικών σμηνών που εκτείνεται ακόμα πιο μακριά από το κέντρο, αλλά περιορίζεται σε μέγεθος από τις τροχιές δύο δορυφόρων του Milky Way, το Μικρό και το Μεγάλο Μαγγελανικά Νέφη, των οποίων η πλησιέστερη προσέγγιση στο Γαλαξιακό κέντρο είναι περίπου 180000 ε.φ. Σ' αυτή την απόσταση ή μεγαλύτερη, οι τροχιές των περισσότερων αντικειμένων της άλω θα διαταράσσονταν από τα Μαγγελανικά Νέφη. Επομένως τέτοια αντικείμενα πιθανότατα θα εκβάλλονταν από την γειτνίαση με τον Milky Way. Η ολοκληρωμένη απόλυτη ενδογενής λαμπρότητα του Milky Way εκτιμάται στο -20.9 .
          Πανοραμική θέα 360 μοιρών του Milky Way


     Ο Γαλαξίας συνίσταται από μία κεντρική περιοχή σε σχήμα μπάρας που περιτριγυρίζεται από ένα δίσκο αερίου, σκόνης και άστρων. Τα αέρια, η σκόνη και τα άστρα είναι οργανωμένα σε δομές βραχιόνων χονδρικά λογαριθμικά σπειροειδών. Η κατανομή της μάζας μέσα στον Γαλαξία μοιάζει πάρα πολύ στον τύπο SBc στην ταξινόμηση κατά Hubble (Hubble Classification), η οποία αναφέρεται σε γαλαξίες με σχετικά χαλαρά τυλιγμένους βραχίονες. Οι αστρονόμοι πρωτάρχισαν να υποψιάζονται ότι ο Milky Way είναι ένας σπειροειδής γαλαξίας με μπάρα, παρά ένας κοινός σπειροειδής γαλαξίας, την δεκαετία του 1990. Οι υποψίες τους επιβεβαιώθηκαν από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer σε παρατηρήσεις που έγιναν το 2005 και έδειξαν ότι η κεντρική μπάρα του Γαλαξία είναι μεγαλύτερη απ' ότι αρχικά υποψιάζονταν.


Μία φωτογραφία του γαλαξία NGC 6744 που θεωρείται από τους επιστήμονες ότι μοιάζει πολύ με τον Γαλαξία Milky Way



Καλλιτεχνική αναπαράσταση της σπειροειδούς δομής του Milky Way με τους δύο μείζονες αστρικούς βραχίονες και μία μπάρα.

      Ένα γαλαξιακό τεταρτοσφαίριο, είναι ένας από τους τέσσερις σφαιρικούς τομείς στην διαίρεση του γαλαξία Milky Way. Στην αστρονομική πρακτική, η σκιαγράφηση των γαλαξιακών τεταρτοσφαιρίων βασίζεται στο γαλαξιακό σύστημα συντεταγμένων το οποίο θέτει τον Ήλιο ως πόλο του συστήματος χαρτογράφησης.

     Τα τεταρτοσφαίρια περιγράφονται χρησιμοποιώντας αύξοντες αριθμούς- γιά παράδειγμα, "1ο γαλαξιακό τεταρτοσφαίριο", "2ο γαλαξιακό τεταρτοσφαίριο", ή "τρίτο γαλαξιακό τεταρτοσφαίριο". Βλέποντας από τον βόρειο γαλαξιακό πόλο με 0 μοίρες σαν την ακτίνα που αρχίζει από τον Ήλιο και περνάει από το γαλαξιακό κέντρο, τα τεταρτοσφαίρια είναι ως ακολούθως:

1ο γαλαξιακό τεταρτοσφαίριο - 0 μοίρες έως 90
2ο γαλαξιακό τεταρτοσφαίριο - 90 μοίρες έως 180
3ο γαλαξιακό τεταρτοσφαίριο - 180 μοίρες έως 270
4ο γαλαξιακό τεταρτοσφαίριο - 270 μοίρες έως 360

      Ο Ήλιος είναι 26000 - 28000 ε.φ. από το Γαλαξιακό Κέντρο. Η τιμή αυτή έχει εκτιμηθεί χρησιμοποιώντας γεωμετρικές μεθόδους ή μετρώντας επιλεγμένα αστρονομικά αντικείμενα τα οποία παίζουν τον ρόλο στάνταρ κεριών, με διάφορες τεχνικές που καταλήγουν σε διάφορες τιμές μέσα σ' αυτήν την προσεγγιστική περιοχή. Στην εσώτερη περιοχή (περίπου 10000 ε.φ.) είναι μία πυκνή συγκέντρωση από άστρα ως επί το πλείστον παλιά σε μία χονδρικά σφαιροειδή περιοχή που λέγεται προεξοχή. Έχει προταθεί ότι ο γαλαξίας μας στερείται προεξοχής εξ αιτίας μιάς σύγκρουσης και συγχώνευσης μεταξύ πρότερων γαλαξιών και ότι αντί αυτής έχει μία ψευδο-προεξοχή που είναι η κεντρική μπάρα του.

      Το Γαλαξιακό Κέντρο σηματοδοτείται από μία έντονη ραδιοπηγή που ονομάζεται Τοξότης Α*. Η κίνηση ύλης γύρω από το κέντρο δείχνει ότι το Τοξότης Α* ελλιμενίζει ένα συμπαγές αντικείμενο μεγάλης μάζας. Αυτή η συγκέντρωση μάζας εξηγείται κατά τον καλύτερο τρόπο ότι είναι μιά υπερμαζική μαύρη τρύπα με μία εκτιμώμενη μάζα 4.1-4.5 εκατομμύρια φορές την μάζα του Ήλιου. Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι υπάρχουν υπερμαζικές μαύρες τρύπες καντά στο κέντρο των περισσότερων κανονικών γαλαξιών.


Μία υπέρυθρη εικόνα ψευδούς χρώματος του πυρήνα του Milky Way που έχει ληφθεί από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer της NASA. Τα παλαιότερα ψυχρά άστρα είναι μπλε, περιοχές σκόνης που φωτίζονται από μεγάλα θερμά άστρα δείχνονται σε κοκκινωπή χροιά και η λαμπερή άσπρη κηλίδα στο μέσον σηματοδοτεί την θέση του Τοξότη Α*, της υπερμαζικής μαύρης τρύπας στο κέντρο του Γαλαξία.

      Η φύση της μπάρας του Γαλαξία προς το παρόν συζητάται έντονα, με εκτιμήσεις γιά το μισό του μήκους της και τον προσανατολισμό να κυμαίνεται από 1-5 Kpc (3000-16000 ε.φ.) και 10-50 μοίρες εν σχέσει με την γραμμή θέασης από την Γη μέχρι το Γαλαξιακό Κέντρο. Συγκεκριμένοι συγγραφείς συνηγορούν ότι ο Γαλαξίας έχει δύο διακριτές μπάρες, την μία φωλιασμένη μέσα στην άλλη. Στους περισσότερους γαλαξίες, ο Wang και άλλοι αναφέρουν ότι ο ρυθμός επικάθισης ύλης στην υπερμαζική μαύρη τρύπα είναι μικρός, αλλά ο Milky Way φαίνεται ότι είναι μία σημαντική εξαίρεση. Η εκπομπή ακτίνων Χ είναι σύμφωνη με τα μεγάλα σε μάζα άστρα που περιτριγυρίζουν την κεντρική μπάρα. Όμως οι μεταβλητές RR Lyr (RR Lyr variable) δεν ιχνηλατούν μάι σημαντική Γαλαξιακή μπάρα. Η μπάρα μπορεί να περιβάλλεται από ένα δαχτυλίδι που ονομάζεται "το δαχτυλίδι των 5 Kpc" και το οποίο περιέχει ένα μεγάλο τμήμα του μοριακού υδρογόνου που βρίσκεται στον Γαλαξία, καθώς και την περισσότερη δραστηριότητα όσον αφορά στον σχηματισμό άστρων. Ορώμενη από τον Γαλαξία της Ανδρομέδας, η μπάρα, θα ήταν το λαμπρότερο κομμάτι του Γαλαξία μας.





Οι δύο γιγάντιες σφαίρες ακτινοβολίας Χ και Γάμμα (μπλε-βιολετί) του Milky Way (κέντρο).

      Το 2010, δύο γιγάντιες σφαιρικές φυσαλίδες εκπομπής έντονης ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας ανιχνεύθηκαν στον βορρά και τον νότο του πυρήνα του Milky Way, χρησιμοποιώντας δεδομένα από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο ακτίνων Γάμμα Fermi. η διάμετρος κάθε μίας από τις φυσαλίδες είναι περίπου 25000 ε.φ. Οι φυσαλίδες αυτές εκτείνονται μέχρι τους αστερισμούς Grus και Παρθένου στον νυχτερινό ουρανό του νοτίου ημισφαιρίου. Μεταγενέστερα, παρατηρήσεις με το Τηλεσκόπιο Parkes σε ραδιοσυχνότητες προσδιόρισαν πολωμένη εκπομπή η οποία συσχετίζεται με τις φυσαλίδες Fermi. Αυτές οι παρατηρήσεις ερμηνεύονται με τον καλύτερο δυνατό τρόπο, σαν μαγνητισμένη ροή που προκαλείται από τον σχηματισμό άστρων στα κεντρικά 640 ε.φ. του Γαλαξία.


Παρατηρούμενη (κανονικές γραμμές) και παρεκτεινόμενη (διακεκομμένες γραμμές) δομή των σπειροειδών βραχιόνων. Οι γκρι γραμμές που ακτινοβολούν από την θέση του Ήλιου (κέντρο επάνω) καταγράφουν τις συντομευμένες σε τρία γράμματα ονομασίες των αντίστοιχων αστερισμών.

    Έξω από την βαρυτική επίδραση των Γαλαξιακών ράβδων, οι αστρονόμοι γενικά οργανώνουν την δομή του διαστρικού μέσου και των άστρων στον δίσκο του Milky Way σε τέσσερις σπειροειδείς βραχίονες. Οι σπειροειδείς βραχίονες τυπικά περιέχουν διαστρικά αέρια και σκόνη σε μεγαλύτερη πυκνότητα από τον Γαλαξιακό μέσο όρο, καθώς και μεγαλύτερη πυκνότητα σχηματισμού άστρων, όπως ιχνηλατείται από περιοχές Η ΙΙ (H II region) και μοριακά νέφη (Molecular cloud). Οι χάρτες της σπειροειδούς δομής του Milky Way είναι εμφανώς αβέβαιοι και δείχνουν χτυπητές διαφορές. Κάπου 150 χρόνια αφ' ότου ο Alexander πρώτος επρότεινε ότι ο Milky Way ήταν σπειροειδής, δεν υπάρχει παρούσα ομοφωνία στην φύση των σπειροειδών βραχιόνων του Milky Way. Σπειροειδή σχέδια τέλεια λογαριθμικά μόνο ωμά περιγράφουν ιδιότητες κοντά στον Ήλιο. Δηλαδή αυτό συμβαίνει αφ' ότου οι γαλαξίες συνηθισμένα δείχνουν βραχίονες που διακλαδώνονται, συγχωνεύονται, στρίβουν απρόσμενα και έχουν έναν βαθμό μη κανονικότητας. Το πιθανό σενάριο του Ήλιου μέσα σε έναν σπρωγμένο / τοπικό βραχίονα εμφατικοποιεί αυτό το σημείο και δείχνει ότι τέτοιες ιδιότητες είναι πιθανόν όχι μοναδικές και υπάρχουν οπουδήποτε αλλού στον Γαλαξία.

     Όπως στους περισσότερους σπειροειδείς γαλαξίες, κάθε σπειροειδής βραχίονας μπορεί να περιγραφεί σαν λογαριθμική σπείρα. Εκτιμήσεις της γωνίας ανάδυσης των βραχιόνων κυμαίνονται από 7 μοίρες έως 25. Υπάρχει σκέψη ότι υπάρχουν τέσσερις σπειροειδείς βραχίονες όπου όλοι αρχίζουν κοντά στο κέντρο του Γαλαξία. Αυτοί ονομάζονται σύμφωνα με τα παρακάτω ονόματα, με τις θέσεις τους να δείχνονται στην πιό πάνω εικόνα:

ColorArm(s)
cyan3-kpc Arm (Near 3 kpc Arm and Far 3 kpc Arm) and Perseus Arm
purpleNorma and Outer arm (Along with extension discovered in 2004[89])
greenScutum–Centaurus Arm
pinkCarina–Sagittarius Arm
There are at least two smaller arms or spurs, including:
orangeOrion–Cygnus Arm (which contains the Sun and Solar System)

     Δύο σπειροειδείς βραχίονες, ο βραχίονας Scutum-Centaurus και ο βραχίονας Carina-Sagittarius, έχουν σημεία εφαπτομένων μέσα στην τροχιά του Ήλιου γύρω από το κέντρο του Milky Way. Εάν αυτοί οι βραχίονες περιείχαν μία υπερπυκνότητα άστρων, συγκρινόμενη με την μέση πυκνότητα άστρων στον Γαλαξιακό δίσκο, αυτό θα ήταν προσδιορίσιμο μετρώντας τα άστρα κοντά στο σημείο της εφαπτόμενης. Δύο επισκοπήσεις με φως κοντά στο υπέρυθρο, οι οποίες είναι ευαίσθητες πρωτίστως σε άστρα ερυθρούς γίγαντες και δεν επηρεάζονται από την σκόνη, που κρύβει σώματα στο κανονικό φως, ανίχνευσαν την προβλεπόμενη υπεραφθονία στον βραχίονα Scutum-Centaurus αλλά όχι στον βραχίονα Carina-Sagittarius: ο Βραχίονας Scutum-Centaurus περιέχει περίπου 30% περισσότερους ερυθρούς γίγαντες από τους αναμενόμενους στην απουσία σπειροειδούς βραχίονα. Το 2008, ο Robert Benjamin του Πανεπιστημίου του Winsconsin-Whitewater χρησιμοποίησε αυτή την παρατήρηση γιά να προτείνει ότι ο Milky Way έχει μόνο δύο μείζονες αστρικούς βραχίονες: τον Perseus και τον Scutum-Centaurus. Οι υπόλοιποι βραχίονες περιέχουν καθ΄υπέρβασιν αέρια αλλά όχι καθ' υπέρβασιν παλαιά άστρα. Τον Δεκέμβριο του 2013, αστρονόμοι βρήκαν ότι η κατανομή νέων άστρων και περιοχών σχηματισμού άστρων ταιριάζει με την περιγραφή του Milky Way ότι έχει τέσσερις βραχίονες. Ως εκ τούτου, ο Γαλαξίας εμφανίζεται να έχει δύο σπειροειδείς βραχίονες όπως ιχνηλατήθηκαν από παλαιά άστρα και τέσσερις σπειροειδείς βραχίονες όπως ευρέθησαν με αέρια και νέα άστρα. Η εξήγηση γι' αυτή την προφανή ανωμαλία είναι ασαφής.


      Ο Πλησίον 3 Kpc Βραχίονας (που ονομάζεται επίσης Εκτεινόμενος 3 Kpc Βραχίονας ή απλά 3 Kpc Βραχίονας) ανακαλύφθηκε το 1950 από τον αστρονόμο van Woerden και συνεργάτες κάνοντας ραδιομετρήσεις στα 21 εκατοστά ΗΙ (ατομικού υδρογόνου). Βρέθηκε να επεκτείνεται φεύγοντας από το κέντρο του γαλαξία με περισσότερα από 50 χλμ/δευτερόλεπτο. Βρίσκεται στο τέταρτο γαλαξιακό τεταρτοσφαίριο σε μία απόσταση περίπου 5.2 Kpc από τον Ήλιο και 3.3 Kpc από το γαλαξιακό κέντρο. Ο Μακρινός 3 Kpc Βραχίονας ανακαλύφθηκε το 2008 από τον αστρονόμο Tom Dame (CfA στο Harvard-Smithsonian). Βρίσκεται στο πρώτο γαλαξιακό τεταρτοσφαίριο σε μία απόσταση 3 Kpc (περίπου 10000 ε.φ.) από το γαλαξιακό κέντρο.

      Μία προσομοίωση που δημοσιεύθηκε το 2011 πρότεινε ότι ο Milky Way πήρε την με σπειροειδείς βραχίονες δομή του σαν αποτέλεσμα επαναλαμβανόμενων συγκρούσεων με τον Τοξότη Νάνο Ελλειπτικό Γαλαξία.

     Έχει προταθεί ότι ο Milky Way περιέχει δύο διαφορετικά σπειροειδή σχήματα: ένα εσώτερο, που είναι ο βραχίονας του Τοξότη, που περιστρέφεται γρήγορα και ένα εξώτερο, που είναι οι βραχίονες Carina και Perseus, των οποίων  η ταχύτητα περιστροφής είναι χαμηλότερη και οι δύο βραχίονες είναι σφιχτά τυλιγμένοι. Σ' αυτό το σενάριο, που προτάθηκε από αριθμητικές προσομοιώσεις της δυναμικής των διαφόρων σπειροειδών βραχιόνων, το εξώτερο σχήμα θα εξελισσόταν σε έναν εξώτερο ψευδοδακτύλιο και τα δύο σχήματα θα συνδέονταν με τον βραχίονα του Κύκνου.

     Έξω από τους μείζονες σπειροειδείς βραχίονες είναι το Δακτυλίδι του Μονόκερω (ή Εξώτερο Δακτυλίδι), ένα δακτυλίδι αερίων και άστρων αποσχισμένων από άλλους γαλαξίες δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

     Ο Γαλαξιακός δίσκος περιβάλλεται από μία σφαιροειδή άλω παλαιών άστρων και σφαιρικών σμηνών, εκ των οποίων το 90% βρίσκεται στο εσωτερικό σφαίρας με ακτίνα 100000 ε.φ. (30 Kpc) από το Γαλαξιακό Κέντρο. Όμως, ελάχιστα σφαιρικά σμήνη έχουν βρεθεί μακρύτερα, όπως το PAL 4 και το AM1 σε περισσότερα από 200000 ε.φ. μακρυά από το Γαλαξιακό Κέντρο. Περίπου το 40% των αστρικών σμηνών του Γαλαξία βρίσκονται σε ανάδρομες τροχιές, το οποίο σημαίνει ότι κινούνται στην αντίθετη φορά από την φορά περιστροφής του Milky Way. Τα σφαιρικά σμήνη μπορούν να ακολουθούν τελείως κυκλικές τροχιές σε αντίθεση με την ελλειπτική τροχιά ενός πλανήτη γύρω από ένα άστρο.

      Ενώ ο δίσκος περιέχει σκόνη η οποία συσκοτίζει την θέα σε μερικά μήκη κύματος, η άλω δεν το κάνει. Ενεργός σχηματισμός άστρων λαμβάνει χώρα στον δίσκο (ιδίως στους σπειροειδείς βραχίονες οι οποίοι είναι περιοχές υψηλής πυκνότητας), αλλά όχι στην άλω, καθώς υπάρχει λίγο αέριο αρκετά ψυχρό για να καταρρεύσει  σε άστρα. Τα ανοιχτά σμήνη επίσης εντοπίζονται κυρίως στον δίσκο.

     Ανακαλύψεις στις αρχές του 21ου αιώνα έχουν προσθέσει νέες διαστάσεις στην γνώση της δομής του Milky Way. Με την ανακάλυψη ότι ο δίσκος του Γαλαξία της Ανδρομέδας (Μ31) εκτείνεται πολύ περισσότερο από ότι νομιζόταν πριν, η δυνατότητα να εκτείνεται περισσότερο και ο δίσκος του Milky Way είναι προφανής, και αυτό ενισχύεται από την πραγματικότητα της ανακάλυψης, το 2004, της επέκτασης του Εξώτερου Βραχίονα με τον Βραχίονα του Κύκνου. Με την ανακάλυψη του Νάνου Ελλειπτικού Γαλαξίας του Τοξότη ήρθε η ανακάλυψη μιάς ταινίας γαλαξιακών συντριμμιών καθώς η πολική τροχιά του νάνου και η αλληλεπίδρασή του με τον Milky Way τον σχίζει. Παρομοίως, με την ανακάλυψη του Νάνου Γαλαξία του Μεγάλου Σκύλου, βρέθηκε ότι ένα δακτυλίδι γαλαξιακών συντριμμιών από την αλληλεπίδρασή του με τον Milky Way περιβάλει τον Γαλαξιακό δίσκο.

     Στις 9 Ιανουαρίου του 2006, ο Mario Juric και άλλοι του Πανεπιστημίου του Πρίνστον ανακοίνωσαν ότι η Επισκόπηση Sloan Digital Sky του βορείου ουρανού βρήκε μία τεράστια και διάχυτη δομή (που εκτεινόταν σε μιά περιοχή περίπου 5000 φορές το μέγεθος της πλήρους σελήνης) μέσα στον Milky Way που δεν φαίνεται να ταιριάζει στα τρέχοντα μοντέλα. Η συλλογή των άστρων αυξάνει κοντά στην κάθετο στο επίπεδο των σπειροειδών βραχιόνων του Γαλαξία. Η προταθείσα πιθανή ερμηνεία είναι ότι ένας νάνος γαλαξίας συγχωνεύεται με τον Milky Way. Αυτός ο γαλαξίας διστακτικά ονομάστηκε Αστρικό Ρεύμα της Παρθένου και βρέθηκε στην κατεύθυνση της Παρθένου περίπου 30000 ε.φ. μακρυά.

     Επιπροσθέτως της αστρικής άλω, το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra, το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ XMM-Newton και ο Γιαπωνέζικος δορυφόρος-τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Suzaku έχουν προσκομίσει αποδεικτικά στοιχεία ότι υπάρχει μία αεριώδης άλω με μεγάλη ποσοότητα θερμού αερίου. Η άλως εκτείνεται εκατοντάδες χιλιάδων ε.φ. πολύ περισσότερο από την αστρική άλω και φτάνει κοντά στην απόσταση των Μεγάλο και Μικρό Μαγγελανικών Νεφών. Η μάζα αυτής της ζεστής άλω είναι περίπου ισοδύναμη με την μάζα του ίδιου του Γαλαξία. Η θερμοκρασία αυτής της άλω είναι μεταξύ 1 εκατ. και 2.5 εκατ. βαθμούς Κέλβιν, λίγες εκατοντάδες φορές θερμότερη από την επιφάνεια του ήλιου.

   Παρατηρήσεις απομακρυσμένων γαλαξιών δείχνουν ότι το Σύμπαν είχε περίπου το ένα-έκτο βαρυονική (κοινή) ύλη και τα υπόλοιπα πέντε-έκτα σκοτεινή ύλη όταν είχε ηλικία μόλις λίγα δισεκατομμύρια έτη. Όμως, μόνο τα μισά από αυτά τα βαρυόνια υπολογίζονται γιά το σημερινό σύμπαν νασιζόμενοι σε παρατηρήσεις κοντινών γαλαξιών σαν τον Milky Way. Εάν επικυρωθεί το ότι η μάζα της άλω είναι συγκρίσιμη με την μάζα του γαλαξία, θα ήταν ο ελλείπων κρίκος (τα βαρυόνια που λείπουν) στον Milky Way.


Διάγραμμα της θέσης του Ήλιου στον Γαλαξία Milky Way. Οι γωνίες αναπαριστούν γαλαξιογραφικά μήκη στο γαλαξιακό σύστημα συντεταγμένων.

      Το Ηλιακό Σύστημα θέλει περίπου 240 εκατομμύρια χρόνια για να συμπληρώσει μία περιστροφή στον Γαλαξία (ένα Γαλαξιακό Έτος), έτσι ο Ήλιος θεωρείται ότι έχει συμπληρώσει 18-20 περιστροφές κατά την διάρκεια της ύπαρξής του και 1/1250 της περιστροφής από την απαρχή της ανθρωπότητας. Η τροχιακή ταχύτητα του Ηλιακού Συστήματος περί το κέντρο του Γαλαξία είναι περίπου 220 χλμ/δευτερόλεπτο ή το 0.073% της ταχύτητας του φωτός. Μ' αυτή την ταχύτητα, χρειάζονται περίπου 1400 χρόνια γιά το Ηλιακό Σύστημα για να ταξιδέψει σε μιά απόσταση 1 έτους φωτός, ή 8 μέρες για να ταξιδέψει μία αστρονομική μονάδα (1 AU).







Διάγραμμα των άστρων στην γειτονιά του Ήλιου.

     Τα άστρα και τα αέρια στον Γαλαξία περιστρέφονται γύρω από το κέντρο του διαφορετικά, που σημαίνει ότι η περίοδος περιστροφής ποικίλει με την απόσταση. Όπως είναι τυπικό γιά τους σπειροειδείς γαλαξίες, η τροχιακή ταχύτητα των περισσότερων άστρων στον Γαλαξία δεν εξαρτάται ισχυρά από την απόστασή τους από το κέντρο. Μακρυά από την κεντρική διόγκωση ή το εξώτερο χείλος, η τυπική αστρική τροχιακή ταχύτητα είναι μεταξύ των 210 έως 240 χλμ/δευτ. Επομένως η τροχιακή περίοδος του τυπικού άστρου είναι απ' ευθείας ανάλογη μόνο του δρόμου που διανύεται. Αυτή είναι τελείως διαφορετική περίπτωση από αυτήν που κυριαρχεί μέσα στο Ηλιακό Σύστημα, όπου υπερισχύει η βαρυτική δυναμική μεταξύ δύο σωμάτων και διαφορετικές τροχιές έχουν σημαντικά διαφορετικές ταχύτητες συσχετισμένες μαζί τους. Η καμπύλη περιστοφής (που φαίνεται στο σχήμα) περιγράφει αυτή την περιστροφή. Προς το κέντρο του γαλαξία οι τροχιακές ταχύτητες είναι πολύ χαμηλές ενώ πέρα από τα 7 Kpc οι ταχύητες είναι πολύ υψηλές γιά να συμπίπτουν με αυτές που αναμένονται από τον παγκόσμιο νόμο της βαρύτητας.


Γαλαξιακή καμπύλη περιστροφής γιά τον Milky Way. Ο κάθετος άξονας είναι η ταχύτητα περιστροφής γύρω από το Γαλαξιακό κέντρο. Ο οριζόντιος άξονας είναι η απόσταση από το Γαλαξιακό Κέντρο σε Kpc. Ο Ήλιος είναι η κίτρινη τελεία. Η παρατηρούμενη καμπύλη της ταχύτητας της περιστροφής είναι η μπλε. Η προβλεπόμενη καμπύλη που προκύπτει απόο την αστρική μάζα και τα αέρια στον Milky Way είναι η κόκκινη. Η διασπορά στις παρατηρήσεις χοντρικά δείχνεται από τις γκρι κάθετες γραμμές. Η διαφορά οφείλεται στην σκοτεινή ύλη.

      Εάν ο Γαλαξίας περιείχε μόνο την μάζα που παρατηρείται στά άστρα, αέρια και την υπόλοιπη βαρυονική (κοινή) ύλη, η ταχύτητα περιστροφής θα ελαττωνόταν με την απόσταση από το κέντρο. Όμως η παρατηρούμενη καμπύλη είναι σχετικά επίπεδη, που δείχνει ότι υπάρχει επιπρόσθετη ύλη που δεν μπορεί να ανιχνευτεί απ' ευθείας με ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτή η ασυνέπεια αποδίδεται στην σκοτεινή ύλη. Εναλλακτικά, μία μειοψηφία αστρονόμων προτείνει ότι μιά τροποποίηση του νόμου της βαρύτητας (modification of the law of gravity) μπορεί να εξηγήσει την παρατηρούμενη καμπύλη περιστροφής.

      Ο Milky Way και ο Γαλαξίας της Ανδρομέδας είναι ένα δυαδικό σύστημα γιγάντιων σπειροειδών γαλαξιών που ανήκει σε μία ομάδα 50  στενά συνδεδεμένων γαλαξιών γνωστή με το όνομα Τοπική Ομάδα (Local Group), η οποία είναι τμήμα του Υπερσμήνους της Παρθένου.


Η θέση της Τοπικής Ομάδας μέσα στο Υπερσμήνος της Παρθένου.


      Δύο μικρότεροι γαλαξίες και ένας αριθμός νάνων γαλαξιών στην τοπική ομάδα περιστρέφονται γύρω από τον Milky Way. Το μεγαλύτερο από αυτά είναι το Μεγάλο Μαγγελανικό Νέφος με μία διάμετρο 14000 ε.φ. Έχει έναν στενό σύντροφο, το Μικρό Μαγγελανικό Νέφος. Το Μαγγελανικό Ρεύμα είναι ένα ρεύμα αερίου ουδετέρου υδρογόνου που εκτείνεται από αυτούς τους δύο μικρούς γαλαξίες σε πλάτος 100 μοιρών στον ουρανό. Το ρεύμα θεωρείται ότι σύρεται από τα Μαγγελανικά Νέφη εξ αιτίας παλιρροϊκών αλληλεπιδράσεων με τον Milky way. Μερικοί από τους νάνους γαλαξίες που περιστρέφονται γύρω από τον Milky Way είναι ο Νάνος Canis Major (ο πλησιέστερος), ο Ελλειπτικός Νάνος Γαλαξίας Sagittarius, ο Νάνος Ursa Minor, ο Νάνος Sculptor, ο Νάνος Sextans, και ο Νάνος Leo I. Οι μικρότεροι νάνοι γαλαξίες που περιστρέφονται γύρω από τον Milky Way είναι διαμέτρου μόνο 500 ε.φ. Σ' αυτούς περιλαμβάνονται οι Νάνος Carina, ο Νάνος Draco και ο Νάνος Leo II. Μπορεί να υπάρχουν ακόμα μη ανιχνευθέντες νάνοι γαλαξίες οι οποίοι είναι δυναμικά δεμένοι στον Milky Way, καθώς και κάποιοι που έχουν ήδη απορροφηθεί από τον Milky Way, όπως ο Omega Centauri.

   Τον Ιανουάριο του 2006, ερευνητές ανάφεραν ότι η μέχρι τούδε ανεξήγητη στρέβλωση στον δίσκο του Milky Way έχει τώρα χαρτογραφηθεί και έχει βρεθεί ότι είναι ένας κυματισμός ή δόνηση που προκαλείται από τα Μεγάλο και Μικρό Μαγγελανικά Νέφη καθώς περιστρέφονται γύρω από τον Γαλαξία, που προξενούν δονήσεις όταν περνάνε διά μέσου των άκρων του. Πριν, αυτοί οι δύο γαλαξίες, σε μάζα περίπου το 2% της μάζας του Milky Way, θεωρούνταν πολύ μικροί γιά να επηρεάσουν τον Milky Way. Όμως, σε μοντέλο στον υπολογιστή, η κίνηση αυτών των δύο γαλαξιών προκαλεί "απόνερα" σκοτεινής ύλης τα οποία ενισχύουν την επίδρασή τους στον μεγαλύτερο Milky Way.

      Αν και η Ειδική Σχετικότητα δηλώνει ότι δεν υπάρχει "προτιμούμενο" αδρανειακό σύστημα αναφοράς στο σύμπαν με το οποίο μπορούμε να συγκρίνουμε τον Milky Way ο Γαλαξίας έχει μία ταχύτητα οσον αφορά σε κοσμολογικά συστήματα αναφοράς.

     Ένα τέτοιο σύστημα αναφοράς είναι η ροή Hubble, οι φαινομενικές κινήσεις των γαλαξιακών σμηνών εξ αιτίας της επέκτασης του χώρου. Χωριστοί γαλαξίες, περιλαμβανομένου του Milky Way, έχουν παράξενες ταχύτητες εν σχέσει με την μέση ροή. Έτσι, γιά να συγκρίνουμε τον Milky Way εν σχέσει με την ροή Hubble, πρέπει να θεωρήσουμε έναν όγκο αρκετά μεγάλο έτσι που η επέκταση του Σύμπαντος να υπερισχύει σε τοπικές, τυχαίες κινήσεις. Ένας αρκετά μεγάλος όγκος σημαίνει ότι η μέση κίνηση μέσα σ' αυτόν τον όγκο είναι ίση με την ροή Hubble. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι ο Milky Way κινείται με περίπου 630 χλμ. ανα δευτερόλεπτο σε σχέση με το τοπικό συν-κινούμενο σύστημα αναφοράς. Ο Milky Way κινείται στην γενική κατεύθυνση του Μεγάλου Ελκυστή (Great Attractor) όπως και άλλα γαλαξιακά σμήνη, περιλαμβανομένου του υπερσμήνους Shapley, πίσω από αυτόν. Η Τοπική Ομάδα (ένα σμήνος βαρυτικά δεμένων γαλαξιών που περιέχει μεταξύ άλλων και τον Milky Way και τον Γαλαξία της Ανδρομέδας) είναι τμήμα ενός υπερσμήνους που λέγεται Τοπικό Υπερσμήνος, κεντραρισμένο κοντά στο Σμήνος της Παρθένου: αν και κινούνται μακρυά ο ένας από τον άλλον με ταχύτητα 967 χλμ ανά δευτ. σαν μέρος της ροής Hubble, αυτή η ταχύτητα είναι λιγότερη από την αναμενόμενη δεδομένης της απόστασης 16.8 εκατ. παρσέκ εξ αιτίας της βαρυτικής έλξης μεταξύ της Τοπικής Ομάδας και του Σμήνους της Παρθένου.

      Ένα άλλο σύστημα αναφοράς προσφέρεται από την ακτινοβολία βάθους (Cosmic microwave background (CMB)). Ο Milky Way κινείται με 552 συν-πλην 6 χλμ/δευτ. εν σχέσει με τα φωτόνια της CMB προς ένα σημείο με ανύψωση 10.5 μοίρες και απόκλιση -24 μοίρες (κοντά στο κέντρο του αστερισμού της Hydra). Αυτή η κίνηση παρατηρείται από δορυφόρους όπως ο Εξερευνητής Κοσμικής Ακτινοβολίας Βάθους (COBE) και ο δορυφόρος Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) σαν μιά διπολική συνεισφορά στην CMB καθώς φωτόνια σε ισορροπία με το σύστημα αναφοράς της CMB μετακινούνται προς το μπλε κατά την κατεύθυνση της κίνησης και προς το κόκκινο κατά την αντίθετη κατεύθυνση.

      Στην δυτική κουλτούρα το όνομα "Milky Way" έχει ληφθεί από την εμφάνισή του σαν μία αχνή συμπαγής "γαλακτώδης" (Milky) φωτεινή ζώνη κατά μήκος του νυχτερινού ουρανού. Ο όρος είναι μιά μετάφραση του Κλασσικού Λατινικού Via Lactea, το οποίο με την σειρά του έχει ληφθεί από τον Ελληνιστικό όρο γαλαξίας κύκλος. Το Αρχαιοελληνικό γαλαξίας από την ρίζα γάλα είναι επίσης η ρίζα του "γαλαξίας" το όνομα γιά τον δικό μας και αργότερα όλες τις συλλογές άστρων. Ο Milky Way, "γαλαξίας κύκλος" ήταν ένας από τους 11 κύκλους με τους οποίους οι Έλληνες προσδιόριζαν τον ουρανό με τους άλλους να είναι ο ζωδιακός, ο ορίζοντας, ο ισημερινός, οι τροπικοί του Καρκίνου και του Αιγόκερω, οι Αρκτικός και Ανταρκτικός κύκλοι, και δύο κύκλους που περνάνε και από τους δύο πόλους.

      Υπάρχουν πολλοί μύθοι σε όλον τον κόσμο που εξηγούν την προέλευση του Milky Way. Στον Ελληνικό μύθο, ο Milky Way ΄γεννήθηκε από γάλα που έχυσε η Ήρα όταν θήλαζε τον Ηρακλή. Περιγράφεται επίσης σαν ο δρόμος προς το βουνό Όλυμπος και σαν το μονοπάτι της καταστροφής από το άρμα του θεού Ήλιος.

     Στην Σανσκριτική και άλλες Ινδο-Αριανές γλώσσες ο Milky Way καλείται Akash Ganga (ο Γάγγης των ουρανών). Ο ουράνιος Γάγγης θεωρείται ότι είναι ιερός στις (HinduPuranas) (γραφές), και ο Γάγγης και ο Milky Way θεωρούνται ότι είναι γήινα και ουράνια ανάλογά του. Kshira Sagar είναι ένα εναλλακτικό όνομα για τον Milky Way στα κείμενα Hindu στην Σανσκριτική.

     Στα Μετωρολογικά του, ο Αριστοτέλης (384-322 πΧ) έγραψε ότι οι Έλληνες φιλόσοφοι Αναξαγόρας (500-428 πΧ) και Δημόκριτος (450-370 πΧ) πρότειναν ότι ο Milky Way μπορεί να αποτελείται από μακρυνά άστρα. Όμως, ο Αριστοτέλης ο ίδιος πίστευε ότι ο Milky Way προερχόταν "από την φλογερή εκπνοή μερικών άστρων τα οποία ήταν μεγάλα, πολυάριθμα και κοντά το ένα με το άλλο" και ότι η ανάφλεξη συνέβαινε στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, στην περιοχή του κόσμου η οποία είναι συνεχής στις ουράνιες κινήσεις. Ο Νεοπλατωνιστής φιλόσοφος Ολυμπιόδωρος ο Νεότερος (495-570 μΧ) άσκησε κριτική σ' αυτές τις απόψεις, ισχυριζόμενος ότι εάν ο Milky Way ήταν πιο χαμηλά από την σελήνη θα εμφανιζόταν διαφορετικός σε διάφορες ώρες και μέρη της Γης και θα έπρεπε να έχει παράλλαξη που δεν έχει. Κατ' αυτόν, ο Milky Way ήταν ουράνιος. Αυτή η ιδέα θα επηρέαζε αργότερα τον Ισλαμικό κόσμο.

      Ο Πέρσης αστρονόμος Abu Rayhan al Biruni (973-1048) πρότεινε ότι ο Milky Way ήταν "μία συλλογή αναρίθμητων τμημάτων φύσεως νεφελωδών άστρων". Ο Ανδαλουσιανός αστρονόμος Avempace (1138)  πρότεινε ότι ο Milky Way ήταν φτιαγμένος από πολλά άστρα αλλά φαίνεται σαν μιά συνεχής εικόνα λόγω της διάθλασης στην ατμόσφαιρα της Γης, επικαλούμενος την παρατήσή του μιάς συνόδου του Δία και του Άρη το 1106 ή το 1107 σαν μαρτυρία. Ο Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292-1350) πρότεινε ότι ο Milky Way είναι "μία μυριάδα άστρων πακεταρισμένων μαζί στην σφαίρα των σταθερών άστρων" και ότι αυτά τα άστρα είναι μεγαλύτερα από τους πλανήτες.

     Αναφερόμενοι στον Jamil Ragep, ο Πέρσης αστρονόμος Nasir al-Din al-Tusi (1201-1274) στην Tadhkira γράφει:"Ο Milky Way δηλ. ο Γαλαξίας, είναι φτιαγμένος από έναν πολύ μεγάλο αριθμό, ισχυρά συγκεντρωμένων μεταξύ τους, άστρων, τα οποία, επειδή είναι πολύ κοντά μεταξύ τους συγκεντρωμένα και μικρά, φαίνονται σαν νεφελώδη μπαλώματα. Επειδή συμβαίνει αυτό μοιάζει με το γάλα ως προς το χρώμα.

     Πραγματική απόδειξη ότι ο Milky Way συνίσταται από πολλά άστρα, ήρθε το 1610 όταν ο Γαλιλέο Γαλιλέι χρησιμοποίησε ένα τηλεσκόπιο γιά να μελετήσει τον Milky Way και ανακάλυψε ότι συντίθετο από έναν τεράστιο αριθμό άστρων μικρής φωτεινότητας. Σε μία πραγματεία του το 1755 ο Εμμάνουελ Κάντ, χρησιμοποιώντας μιά προγενέστερη εργασία του Thomas Wright, πιθανολόγησε (σωστά) ότι ο Milky Way μπορεί να ήταν ένα περιστρεφόμενο σώμα τεραστίου αριθμού άστρων, που κρατούνται μαζί από βαρυτικές δυνάμεις, συγγενείς με αυτές του Ηλιακού Συστήματος αλλά σε πολύ μεγαλύτερες κλίμακες. Ο σχηματιζόμενος έτσι δίσκος από άστρα θα φαινόταν σαν ζώνη στον ουρανό εξ αιτίας της προοπτικής μας μέσα σ' αυτόν τον δίσκο. Ο Κάντ διατύπωσε επίσης την εικασία ότι μερικά από τα νεφελώματα που φαίνονταν στον νυχτερινό ουρανό μπορεί να ήταν ξεχωριστοί "γαλαξίες" οι ίδιοι, παρόμοιοι με τον δικό μας. Ο Κάντ αναφέρθηκε και στον Γαλαξία μας και στα "εξωγαλαξιακά νεφελώματα" σαν "συμπαντικά νησιά", έναν όρο σε χρήση μέχρι την δεκαετία του 1930.


Το σχήμα του Milky Way όπως δημιουργήθηκε από μετρήσεις άστρων από τον William Herschel το 1785. Το Ηλιακό Σύστημα υποτίθεται ότι βρίσακεται κοντά στο κέντρο.


      Η πρώτη προσπάθεια να περιγραφεί το σχήμα του Milky Way και η θέση του Ήλιου μέσα σ' αυτό, έγινε από τον William Herschel το 1785 μετρώντας προσεκτικά τον αριθμό των άστρων σε διαφορετικές θέσεις του ορατού ουρανού. Κατόπιν παρήγαγε ένα διάγραμμα του σχήματος του Γαλαξία με το Ηλιακό Σύστημα πολύ κοντά στο κέντρο.

     Το 1845, ο Lord Rosse κατασκεύασε ένα νέο τηλεσκόπιο με το οποίο μπορούσε να διακρίνει τα νεφελώματα σε ελλειπτικά και σε σπειροειδούς σχήματος. Κατάφερε επίσης να προσδιορίσει ξεχωριστές σημειακές πηγές φωτός σε μερικά από αυτά τα νεφελώματα, προσδίδοντας αξιοπιστία στις προηγούμενες εικασίες του Κάντ.

     Το 1917, ο Heber Curtis είχε παρατηρήσει τον καινοφανή S Andromeda μέσα στο Νεφέλωμα της Μεγάλης Ανδρομέδας (αντικείμενο κατά κατάλογο Messier 31). Ψάχνοντας την φωτογραφική πλάκα, βρήκε 11 περισσότερους καινοφανείς. Ο Curtis πρόσεξε ότι αυτοί οι καινοφανείς ήταν, κατά μέσο όρο, κατά 10 μονάδες λιγότερο λαμπροί από αυτούς που συνέβαιναν μέσα στον δικό μας Γαλαξία. Σαν αποτέλεσμα μπόρεσε να εκτιμήσει μία απόσταση 150000 παρσέκ. Έγινε υποστηρικτής της υπόθεσης των  "συμπαντικών νησιών", η οποία έλεγε ότι τα σπειροειδή νεφελώματα ήταν στην πραγματικότητα ανεξάρτητοι γαλαξίες. Το 1920 συνέβη η Μεγάλη Δημόσια Συζήτηση μεταξύ των Harlow Shapley και Heber Curtis, όσον αφορά την φύση του Milky Way, τα σπειροειδή νεφελώματα και τις διαστάσεις του σύμπαντος. Γιά να υποστηρίξει τον ισχυρισμό του, ότι το Νεφέλωμα της Μεγάλης Ανδρομέδας ήταν ένας εξωτερικός γαλαξίας, ο Curtis σημείωσε την εμφάνιση σκοτεινών λωρίδων θυμίζοντας τα νέφη σκόνης στον Milky Way, καθώς και την σημαντική μετατόπιση κατά Doppler.

     Το θέμα έκλεισε από τον Edwin Hubble στις αρχές της δεκαετίας του 1920 χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο 100 ιντσών (2.5 μ.) στο παρατηρητήριο του όρους Wilson. Με την μεγάλη ισχύ συλλογής φωτός αυτού του νέου τηλεσκοπίου μπορούσε να παράγει αστρονομικές φωτογραφίες οι οποίες ανέλυαν τα εξώτερα μέρη μερικών σπειροειδών νεφελωμάτων σαν συλλογές ξεχωριστών άστρων. Μπόρεσε επίσης να προσδιορίσει μερικούς μεταβλητούς Κηφήδες που μπορούσε να χρησιμοποιήσει σαν αναφορά γιά να προσδιορίσει την απόσταση των νεφελωμάτων. Βρήκε ότι το νεφέλωμα Ανδρομέδα είναι 275000 παρσέκ από τον Ήλιο, πολύ μακρυνό γιά να είναι τμήμα του Milky Way.

      πηγές: Εδώ κλείνει το αφιέρωμά μας γιά τον δικό μας Γαλαξία. Το δημοσίευμα αυτό είναι μετάφραση από το αντίστοιχο άρθρο της Αγγλικής Wikipedia - ssakellaropoulos

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Σχόλια