Η δομή του γαλαξία μας

εισαγωγή

Η γη μας δεν είναι παρά ένας από του εννέα μικρούς πλανήτες (ο τρίτος από το κέντρο), που μαζί με τους 32 δορυφόρους τους, αλλά και ένα τεράστιο πλήθος (εκατοντάδες χιλιάδες) αστεροειδών, κυρίως ανάμεσα στον Άρη και τον Δία, κομητών και άπειρων μετεωριτών, περιφέρονται γύρω από ένα κεντρικό μεγάλο αστέρι, τον Ήλιο (που συγκεντρώνει το 99,8 % της συνολικής μάζας του συστήματος) και αποτελούν το ηλιακό μας σύστημα.

Πρόσφατες έρευνες μιλάνε για ενδείξεις για δυο ακόμη μικρούς, κρυμμένους και σκοτεινούς πλανήτες, πέρα από τον Πλούτωνα, που δεν φαίνεται στην παραπάνω εικόνα, γιατί πρόκειται για έναν πλανήτη νάνο (τρεις φορές μικρότερος σε όγκο από τη Σελήνη), που ανακαλύφθηκε μόλις το 1930).

Το ηλιακό μας σύστημα τώρα, μαζί με  άλλα συστήματα, δεν κινεί-ται στο απόλυτο κενό, αλλά διασχίζει με μικρή σχετικά ταχύτητα ένα σύννεφο εξαιρετικά αραιού διαστρικού αερίου, που ονομά-στηκε Τοπικό Διαστρικό Νέφος (LIC), από το οποίο πρόκειται να βγούμε σε χίλια περίπου χρόνια. Η κίνηση αυτή δημιουργεί έναν διαστρικό λεγόμενο άνεμο σωματιδίων υψηλής ενέργειας (κοσμι-κή ακτινοβολία), που θεωρήθηκε παλιότερα απειλή για τη ζωή


στη γη μας, αλλά και πιθανή αιτία εξαφάνισης αρκετών ειδών ζωής στον πλανήτη μας.

Το Τοπικό μας Νέφος ανήκει με τη σειρά του σε μια πολύ μεγάλη, σχεδόν σφαιρική κοιλότητα, με αραιό υδρογόνο θερμοκρασίας εκατομμυρίων βαθμών (στην εικόνα δεξιά), γνωστή ως Τοπική Φυσαλίδα. Πρόκειται πιθανότατα για ένα υπόλειμμα έκρηξης ενός σουπερνόβα, πριν από εκατομμύρια χρόνια.

Η Τοπική μας Φυσαλίδα τέλος, δεν είναι παρά ένα μικρό τμήμα του βραχίονα του Ωρίωνα του Γαλαξία μας.

Ο Γαλαξίας μας

Κοιτάζοντας μια καθαρή νύχτα τον ουρανό, βλέπουμε να δεσπόζει στην ουράνια σφαίρα μια θαμπή γαλακτόχρωμη λωρίδα χωρίς σαφή όρια, μια ζώνη λευκού φωτός, που διασχίζει τον ορατό μας ουρανό από τη μια πλευρά του ορίζοντα ως την άλλη. Είναι γνωστός μας 'Ιορδάνης ποταμός' (μια εκχριστιανισμένη εκδοχή του 'Ηριδανού ποταμού' της αρχαιότητας), ο 'Γαλακτίτης Κύκλος' των αρχαίων Ελλήνων, ο 'δρόμος του Διός' για τον Πίνδαρο, η 'οδός των ψυχών' των Πυθαγορείων, ο 'ιερός ποταμός Γάλλος' των Ρωμαίων, ο 'δρόμος προς τη Ρώμη' των καθολικών του Μεσαίωνα κλπ.

Η πρώτη περιγραφή του, απόλυτα ακριβής και σήμερα ακόμη, είναι εκείνη του Δημόκριτου (5ος πΧ), που κάποιοι ισχυρίζονται πως διατυπώθηκε νωρίτερα από τον Πυθαγόρα και υιοθετήθηκε απότον Γαλιλαίο: 

'γαλαξίας εστί πολλών και μικρών και συνεχών αστέρων, 

συμφωτιζομένων αλλήλοις, συναυγασμός δια την πύκνωσιν'.

Ο Γαλαξίας μας (γνωστός ως Milky Way), ηλικίας 13,6 δισ. ετών,  είναι ένα πελώριο συγκρότημα αστέ-ρων, νεφελωμάτων και μεσοαστρικής ύλης. Με γυμνό μάτι μπορούμε να διακρίνουμε περί τα 2.500 αστέρια, με ένα απλό τηλεσκόπιο γύρω στα 10.000, ενώ οι αστρονόμοι δηλώνουν πως από το ένα μόνον ημισφαίριο βλέπουν με τα ισχυρά τους τηλεσκόπια 3 δις απλανείς αστέρες, από τα 100 περίπου δις του γαλαξία μας.

Η δομή του

Ο κεντρικός του δίσκος , με φακοειδές σχήμα (εξογκω-μένος στο κέντρο), έχει διάμετρο 100.000 έτη φωτός, αποτελείται από  περίπου δισ. αστέρες και η συνολική του μάζα είναι 3 τρισ. φορές μεγαλύτερη από εκείνη του ήλιου.

Στην εικόνα (αριστερά) ο πυρήνας (core) και η δομή των σπειροειδών (λογαριθμικών) βραχιόνων του, τέσσερις μεγάλοι και δυο μικρότεροι. 
Στο δυναμικό κέντρο του, που αποτελεί θέατρο βίαιων γεγονότων, πιθανολογείται η ύπαρξη μιας τεράστιας μαύρης τρύπας.

Το ηλιακό μας σύστημα βρίσκεται χαμένο σε μια ήρεμη άκρη του, στον βραχίονα που προβάλλεται στον αστερισμό του Ωρίωνα και περιφέρεται γύρω από το κέντρο του γαλαξία μας με ταχύτητα 800.000 km/h. Για μια ολόκληρη περιστροφή θα χρειαζότανε  250.10⁶ έτη.

Οι αστρονόμοι έχουν επιδοθεί πρόσφατα σε έναν αγώνα εντοπισμού του ... σκελετού του ! (δίκτυα κοσμικής ύλης που τον ενώνουν). Ήδη το πρώτο οστό του έχει ανακαλυφθεί και βαφτίστηκε Νέσι.

Είναι σπειροειδής μικρής ελίκωσης, όχι όμως τυπικός, αλλά ραβδωτός, αφού το 1980 ανακαλύφθηκε πως έχει μια κεντρική ράβδο (εικόνα επάνω) μήκους 27.00 έτη φωτός, που διαπερνά το κέντρο του και αποτελείται από πανάρχαιους ερυθρούς νάνους, που δεν διακρίνονται με γυμνό μάτι γιατί είναι πολύ μικροί και αμυδροί.

Ένας τυπικός σπειροειδής γαλαξίας είναι κάπως έτσι:

Μια πραγματικά εντυπωσιακή φωτογραφία του γαλαξία της Δίνης, που δόθηκε από την NASA.

Στη φωτογραφία δεξιά ένας από τους διαση-μότερους σπειροειδείς γαλαξίες, με πεντακά-θαρη δομή βραχιόνων, που μπορείτε να δείτε στον αστερισμό της Ανδρομέδας, ακόμη και με κιάλια, ο γαλαξίας της Δίνης (ή Μ 51Α ή NGC 5194). Είναι ένας από τους αγαπημένους των ερασιτεχνών αστρονόμων, σε απόσταση 30 εκατομμυρίων ετών περίπου από εμάς.

Δεξιά του, διακρίνεται ο μικρότερος συνοδός του  NGC 5195)

Υπερδομή

Είδαμε πως τα άστρα σαν τον ήλιο μας (με τα συστήματα τους, πλανήτες, δορυφόρους κλπ) δημιουρ-γούν ακόμη μεγαλύτερες δομές, τους γαλαξίες. Ανεβαίνοντας διαρκώς κλίμακα πάμε σε ομάδες γαλαξιών, υποσμήνη που συγκροτούν σμήνη και υπερσμήνη, τα οποία συγκροτούν μεγάλα τείχη και πάει λέγοντας.

Ας τα δούμε όμως λίγο πιο αναλυτικά. 

Ένας από τους γειτονικούς μας γαλαξίες είναι και ο γιγάντιος σπειροειδής Μ31, ο γαλαξίας της Ανδρομέδας, (διακρίνεται στον αστερισμό της Ανδρομέδας, απ όπου πήρε και το όνομα του), που υπολογίζεται πως περιλαμβάνει 1 περίπου τρισεκατομμύριο άστρα (σαν τον ήλιο μας).

Οι φωτογραφίες του στο υπέρυθρο (πάνω) και το υπεριώδες (κάτω), όπου φαίνεται καθαρά η δομή του, με τους σχεδόν κυκλικούς βραχίονες του.

Είναι το πιο μακρινό ουράνιο αντικείμενο, που μπορεί να δει κανείς με γυμνό μάτι από τη γη μας, αν και βρίσκεται σε απόσταση 2,5 εκατομ-μυρίων ετών φωτός.

Φωτογραφήθηκε για πρώτη φορά το 1887. Είναι 4 περίπου φορές μεγαλύτερος από τον δικό μας και μας πλησιάζει με ταχύτητα 300 χλμ/ δευτερόλεπτο.

Δεν αποκλείεται να συγκρουστεί με τον γαλαξία μας, σε 3-5 δισ. χρόνια  και να ενοποιηθούν (να συγχωνευθούν σε ένα βάθος χρόνου 1 δις ετών περίπου) σχηματίζοντας έναν  νέο γαλαξία ελλει-πτικού σχήματος.

Κάποιοι ισχυρίζονται πως η συγχώνευση τους έχει ήδη αρχίσει. H παρακάτω εικόνα δείχνει πως θα φαινόταν από τη γη μας η σύγκρουση αυτή.

Ο Γαλαξίας μας διαθέτει δυο μικρούς ραβδόμορφους δορυ-φόρους γαλαξίες, τους κοντινότερους μας, γνωστούς ως Νέφη του Μαγγελάνου (είναι γαλαξίες και όχι νέφη), που είναι ορατοί και με γυμνό μάτι από το νότιο ημισφαίριο και η ύπαρξη τους αναφέρεται στις μυθολογίες ιθαγενών της Αυσ-τραλίας και της Αφρικής. Ο γνωστός θαλασσοπόρος είναι ο πρώτος Ευρωπαίος που τα παρατήρησε, περι-πλέοντας τη νότια Αμερική. Ο πρώτος που τα ανέφερε είναι ο Πέρσης αστρονόμος Αλ Σούφι. Ένα λεπτό αέριο ρεύμα υδρογόνου που ενώνει τον γαλαξία μας με τους δορυφόρους του πιθα-νολογείται πως αποτελεί απομεινάρι παλαιότερης σύγκρου-σης τους.

Ο Milky Way βρίσκεται στο μέσο ενός δακτυλίου 12 τεράστιων γαλαξιών, που είναι γνωστός ως 'Συμβούλιο Γιγάντων'.

Υπολογίζεται πως αποτελεί έναν από τους 54 γαλαξίας της 'γειτονιάς' μας, που αλληλεπιδρούν βαρυτικά μεταξύ τους (έλκονται δηλαδή και περιστρέφονται γύρω από ένα κοινό κέντρο μάζας), σχηματίζοντας ένα σύμπλεγμα γνωστό ως Τοπική Ομάδα (Local Group), ένα υποσμήνος γαλαξιών.

Η Τοπική μας Ομάδα με τη σειρά της, δεν αποτελεί παρά μια από τις 100 περίπου ομά-δες, ένα πολύ μικρό τμήμα (μια ακρούλα) του μικρού Σμήνους της Παρθένου, που αποτε-λείται από 2.000 γαλαξίες και αποτελεί τον πυρήνα ενός ακόμη μεγαλύτερου συνόλου, του Υπερσμήνους της Παρθένου (φωτογρα-φία δεξιά), που αποτελείται από εκατοντάδες σμήνη γαλαξιών, με συνολικά περισσότερους από 47.000 γαλαξίες και διάμετρο μεγαλύ-τερη από 100 εκατομμύρια έτη φωτός. 

Και βέβαια δεν τελειώνουμε εδώ.

Μια ακόμη μεγαλύτερη δομή, που περιλαμβάνει υπερσμήνη, είναι μια σχετικά λεπτή, νηματοειδής κατανομή γαλαξιών, γνωστή ως Μεγάλο Τείχος (ανακαλύφθηκε το 1989) και το ακόμη μεγαλύτερο Μεγάλο τείχος Sloan, η μεγαλύτερη κοσμική δομή  που έχει παρατηρηθεί στο σύμπαν μέχρι σήμερα (μόλις το 2003), αποτελούμενη από μια σειρά νηματοειδείς δομές, που χωρίζονται μεταξύ τους από κενές 'φυσαλίδες' διαστήματος, δημιουργώντας μια εικόνα αφρού.