Sólin Sólin Rís 10:17 • sest 16:10 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:40 • Sest 15:54 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:12 • Síðdegis: 22:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:46 • Síðdegis: 16:36 í Reykjavík
Sólin Sólin Rís 10:17 • sest 16:10 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:40 • Sest 15:54 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:12 • Síðdegis: 22:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:46 • Síðdegis: 16:36 í Reykjavík
LeiðbeiningarTil baka

Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=
Forsíða Náttúruvísindi og verkfræði Stjarnvísindi: alheimurinn Hvað er vetrarbrautin okkar stór?

Flokkun:

10.6.2002
Náttúruvísindi og verkfræði Stjarnvísindi: alheimurinn

Hvað er vetrarbrautin okkar stór?

Sævar Helgi Bragason

Hér er einnig svarað eftirfarandi spurningum:
  • Hvar er sólkerfið okkar í stjörnuþokunni? (Guðmundur Harðarson, f. 1989)
  • Get ég séð einhverja vetrarbraut á jörðu? Af hverju? (Ásta Magnúsdóttir, f. 1984)

Sólin okkar myndar ásamt meira en 100 milljörðum annarra stjarna, stóra þyrpingu sem við nefnum Vetrarbraut. Allar stjörnurnar sem sjást á næturhimninum eru hluti þessarar stóru þyrpingar sem þyngdarkrafturinn heldur saman. Á heiðskírri tunglslausri nóttu, fjarri bjarma borgarljósanna, er hægt að sjá miðskífu Vetrarbrautarinnar okkar sem þunna og daufa slæðu sem nær þvert yfir himinninn. Á mörgum tungumálum nefnist þessi slæða Milky Way, sem ef til vill mætti þýða Mjólkurslæðan. Um uppruna þessa forvitnilega heitis má lesa í svari sama höfundar við spurningunni: Af hverju nefnist Vetrarbrautin Milky Way á erlendum málum?

Þar sem sólkerfið okkar er innan í Vetrarbrautinni, er það nokkrum vandkvæðum bundið að meta stærð hennar. Þessu má ef til vill líkja við að reyna að meta stærð heimabæjar síns, einungis með því að horfa frá einum ákveðnum punkti og mega ekki færa sig. Snemma gerðu menn þó tilraunir til þess. Einn af þeim var ensk-þýski stjörnufræðingurinn William Herschel. Hann skipti himninum í 683 svæði og taldi af varfærni allar stjörnurnar í svæðunum og ályktaði að mestur fjöldi stjarna ætti að vera fyrir miðju, en færri við jaðar hennar. Herschel komst að því að fjöldi stjarna var nokkurn veginn jafn í gegnum Vetrarbrautina. Það var því fullkomlega eðlilegt að ætla sem svo að við værum í miðju Vetrarbrautarinnar. Aðrir reyndu að meta stærð hennar en tókst ekki. Til dæmis taldi hollenski stjörnufræðingurinn Jacobus Kapteyn að Vetrarbrautin væri um 55.000 ljósár að þvermáli og sólin væri við miðjuna.

En hvers vegna höfðu þeir rangt fyrir sér? Svarið reyndist vera að geimurinn milli stjarnanna er ekki algjörlega tómur eins og menn höfðu talið. Í geimnum er ryk sem dregur í sig og dreyfir ljósi fjarlægra stjarna svo þær dofna verulega, og því sáu Herschel og Kapteyn einungis nálægustu stjörnurnar.

Árið 1912 uppgötvaði bandaríska stjarnvísindakonan Henrietta Leavitt að því lengri sem sveiflulota Sefíta er, þeim mun meira er ljósaflið. Þetta kallast sveiflulýsilögmálið. Sefítar eru stjörnur sem breyta birtu sinni reglulega og um þá má lesa nánar í svari sama höfundar við spurningunni: Hvað eru sefítar? Uppgötvun Leavitt reyndist stjörnufræðinni gríðarlega mikilvæg, því sveiflulýsilögmálið má nota til að finna út fjarlægðir.

Stuttu eftir uppgötvunina hóf ungur stjörnufræðingur að nafni Harlow Shapley að rannsaka hóp sveiflustjarna sem kallast RR Lyrae breytistjörnur og eru tengdar Sefítunum. Mikilvægi RR Lyrae stjarna er að þær finnast aðallega í kúluþyrpingum, og með því að nota sveiflulýsilögmálið á þessar stjörnur gat Shapley fundið út fjarlægðir til 93 kúluþyrpinga sem þá þekktust. Shapley komst að því að sumar kúluþyrpinganna voru í meira en 100.000 ljósára fjarlægð og slíkar fjarlægðir gáfu til kynna að Vetrarbrautin var mun stærri en áður var talið.

Með áframhaldandi rannsóknum komst Shapley að því að kúluþyrpingarnar mynduðu nokkurs konar "hjúp" umhverfis Vetrarbrautina. Hann taldi að út frá staðsetningum væri hægt að finna miðju Vetrarbrautarinnar vegna þyngdarkrafta milli hennar og hjúpsins. Með öðrum orðum, með því að staðsetja dreifingarmiðju kúluþyrpinganna var Shapley í raun að mæla staðsetningu Vetrarbrautarmiðjunnar.

Á sýnilegri bylgjulengd dofnar ljós svo mikið á leið í gegnum geiminn að kjarni Vetrarbrautarinnar verður nánast ósýnilegur. Því lengri sem bylgjulengdin er, þeim mun lengra ferðast geislunin í gegnum geiminn án þess að dofna. Afleiðing þessa er að við sjáum lengra inn í Vetrarbrautina á innrauðri bylgjulengd en á sýnilegri. Útvarpsbylgjur geta svo ferðast í gegnum alla Vetrarbrautina án þessa að dofna nokkuð. Sjónaukar sem geta numið ósýnilegar bylgjulengdir eru stjörnufræðingum því ómissandi hjálpartæki í að meta byggingu Vetrarbrautarinnar.



Með hjálp slíkra athugana, ásamt því að þekkja fjarlægðina inn að miðju Vetrarbrautarinnar, hafa stjörnufræðingar loks getað reiknað út stærð hennar. Vetrarbrautarskífan er um 100.000 ljósár að þvermáli og um 2.000 ljósár að þykkt. Miðjan er umvafin mjög dreifðum stjörnum sem eru um 6.500 ljósár í þvermál og kallast miðbungan. Séð úr fjarlægð á hlið gæti Vetrarbrautin líkst vetrarbrautinni NGC 4565 sem sést hér að ofan en að ofan líkist hún vetrarbrautinni M83 í stjörnumerkinu Vatnaskrímslinu sem sést að neðan.



Yfirleitt telja menn að sólkerfið sé staðsett í um 26.000 ljósára fjarlægð frá Vetrarbrautarmiðjunni en óvissan er um 3.300 ljósár. Sólkerfið er staðsett í einum þyrilarminum sem kallast Óríonarmurinn, en hann er milli tveggja stórra þyrilarma, Perseifsarms og Bogamannsarms. Í 26.000 ljósára fjarlægð og á 250 km hraða á sekúndu, tekur það sólina okkar og sólkerfið í heild sinni um 220 milljón ár að ljúka einni hringferð um miðju Vetrarbrautarinnar.

Á næturhimninum á norðurhveli jarðar sjást að minnsta kosti tvær vetrarbrautir, Vetrarbrautin okkar og M31 eða Andrómeduþokan. Þær sjást einfaldlega vegna þess að ljósið frá þeim er nægilegt til þess að augu okkar greini það. Vetrarbrautin okkar er sýnileg berum augum sem dauf slæða, þvert yfir himinninn. M31, stærsta vetrarbrautin í Grenndarhópnum, er í um 2,7 milljón ljósára fjarlægð og því eitt fjarlægasta fyrirbærið sem augað greinir. Hún sést sem daufur þokukenndur blettur í stjörnumerkinu Andrómedu en til þess að koma auga á hana, verður óvanur stjörnuskoðandi að styðjast við kort sem til dæmis er hægt að fá á vefsíðu Sky & Telescope tímaritsins. Sé stjörnuskoðandi staddur á suðurhveli jarðar, getur hann séð í það minnsta þrjár vetrarbrautir, Vetrarbrautina okkar og tvær litlar óreglulagaðar sem fylgja henni, Stóra- og Litla-Magellanskýið.

Skoðið einnig skyld svör:

Myndir:

Heimildir:

  • Stjörnufræðivefurinn: Vetrarbrautin okkar
  • Dickinson, Terence. Nightwatch: A Practical Guide to Viewing the Universe. Firefly Books, Ontario Kanada, 1998.
  • Freedman, R. A. og Kaufmann, William. Universe. W. H. Freedman and Company, New York, 1998. 5. útgáfa.
  • Sagan, Carl, 1980. Cosmos. Random House, New York, 1983.

Höfundur

Sævar Helgi Bragason

Sævar Helgi Bragason

stjörnufræðikennari

Útgáfudagur

10.6.2002

Spyrjandi

Gunnar Sturla Ágústuson

Efnisorð

Tilvísun

Sævar Helgi Bragason. „Hvað er vetrarbrautin okkar stór?“ Vísindavefurinn, 10. júní 2002, sótt 21. nóvember 2024, https://visindavefur.is/svar.php?id=2473.

Sævar Helgi Bragason. (2002, 10. júní). Hvað er vetrarbrautin okkar stór? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=2473

Sævar Helgi Bragason. „Hvað er vetrarbrautin okkar stór?“ Vísindavefurinn. 10. jún. 2002. Vefsíða. 21. nóv. 2024. <https://visindavefur.is/svar.php?id=2473>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki

Senda grein til vinar

=

Hvað er vetrarbrautin okkar stór?
Hér er einnig svarað eftirfarandi spurningum:

  • Hvar er sólkerfið okkar í stjörnuþokunni? (Guðmundur Harðarson, f. 1989)
  • Get ég séð einhverja vetrarbraut á jörðu? Af hverju? (Ásta Magnúsdóttir, f. 1984)

Sólin okkar myndar ásamt meira en 100 milljörðum annarra stjarna, stóra þyrpingu sem við nefnum Vetrarbraut. Allar stjörnurnar sem sjást á næturhimninum eru hluti þessarar stóru þyrpingar sem þyngdarkrafturinn heldur saman. Á heiðskírri tunglslausri nóttu, fjarri bjarma borgarljósanna, er hægt að sjá miðskífu Vetrarbrautarinnar okkar sem þunna og daufa slæðu sem nær þvert yfir himinninn. Á mörgum tungumálum nefnist þessi slæða Milky Way, sem ef til vill mætti þýða Mjólkurslæðan. Um uppruna þessa forvitnilega heitis má lesa í svari sama höfundar við spurningunni: Af hverju nefnist Vetrarbrautin Milky Way á erlendum málum?

Þar sem sólkerfið okkar er innan í Vetrarbrautinni, er það nokkrum vandkvæðum bundið að meta stærð hennar. Þessu má ef til vill líkja við að reyna að meta stærð heimabæjar síns, einungis með því að horfa frá einum ákveðnum punkti og mega ekki færa sig. Snemma gerðu menn þó tilraunir til þess. Einn af þeim var ensk-þýski stjörnufræðingurinn William Herschel. Hann skipti himninum í 683 svæði og taldi af varfærni allar stjörnurnar í svæðunum og ályktaði að mestur fjöldi stjarna ætti að vera fyrir miðju, en færri við jaðar hennar. Herschel komst að því að fjöldi stjarna var nokkurn veginn jafn í gegnum Vetrarbrautina. Það var því fullkomlega eðlilegt að ætla sem svo að við værum í miðju Vetrarbrautarinnar. Aðrir reyndu að meta stærð hennar en tókst ekki. Til dæmis taldi hollenski stjörnufræðingurinn Jacobus Kapteyn að Vetrarbrautin væri um 55.000 ljósár að þvermáli og sólin væri við miðjuna.

En hvers vegna höfðu þeir rangt fyrir sér? Svarið reyndist vera að geimurinn milli stjarnanna er ekki algjörlega tómur eins og menn höfðu talið. Í geimnum er ryk sem dregur í sig og dreyfir ljósi fjarlægra stjarna svo þær dofna verulega, og því sáu Herschel og Kapteyn einungis nálægustu stjörnurnar.

Árið 1912 uppgötvaði bandaríska stjarnvísindakonan Henrietta Leavitt að því lengri sem sveiflulota Sefíta er, þeim mun meira er ljósaflið. Þetta kallast sveiflulýsilögmálið. Sefítar eru stjörnur sem breyta birtu sinni reglulega og um þá má lesa nánar í svari sama höfundar við spurningunni: Hvað eru sefítar? Uppgötvun Leavitt reyndist stjörnufræðinni gríðarlega mikilvæg, því sveiflulýsilögmálið má nota til að finna út fjarlægðir.

Stuttu eftir uppgötvunina hóf ungur stjörnufræðingur að nafni Harlow Shapley að rannsaka hóp sveiflustjarna sem kallast RR Lyrae breytistjörnur og eru tengdar Sefítunum. Mikilvægi RR Lyrae stjarna er að þær finnast aðallega í kúluþyrpingum, og með því að nota sveiflulýsilögmálið á þessar stjörnur gat Shapley fundið út fjarlægðir til 93 kúluþyrpinga sem þá þekktust. Shapley komst að því að sumar kúluþyrpinganna voru í meira en 100.000 ljósára fjarlægð og slíkar fjarlægðir gáfu til kynna að Vetrarbrautin var mun stærri en áður var talið.

Með áframhaldandi rannsóknum komst Shapley að því að kúluþyrpingarnar mynduðu nokkurs konar "hjúp" umhverfis Vetrarbrautina. Hann taldi að út frá staðsetningum væri hægt að finna miðju Vetrarbrautarinnar vegna þyngdarkrafta milli hennar og hjúpsins. Með öðrum orðum, með því að staðsetja dreifingarmiðju kúluþyrpinganna var Shapley í raun að mæla staðsetningu Vetrarbrautarmiðjunnar.

Á sýnilegri bylgjulengd dofnar ljós svo mikið á leið í gegnum geiminn að kjarni Vetrarbrautarinnar verður nánast ósýnilegur. Því lengri sem bylgjulengdin er, þeim mun lengra ferðast geislunin í gegnum geiminn án þess að dofna. Afleiðing þessa er að við sjáum lengra inn í Vetrarbrautina á innrauðri bylgjulengd en á sýnilegri. Útvarpsbylgjur geta svo ferðast í gegnum alla Vetrarbrautina án þessa að dofna nokkuð. Sjónaukar sem geta numið ósýnilegar bylgjulengdir eru stjörnufræðingum því ómissandi hjálpartæki í að meta byggingu Vetrarbrautarinnar.



Með hjálp slíkra athugana, ásamt því að þekkja fjarlægðina inn að miðju Vetrarbrautarinnar, hafa stjörnufræðingar loks getað reiknað út stærð hennar. Vetrarbrautarskífan er um 100.000 ljósár að þvermáli og um 2.000 ljósár að þykkt. Miðjan er umvafin mjög dreifðum stjörnum sem eru um 6.500 ljósár í þvermál og kallast miðbungan. Séð úr fjarlægð á hlið gæti Vetrarbrautin líkst vetrarbrautinni NGC 4565 sem sést hér að ofan en að ofan líkist hún vetrarbrautinni M83 í stjörnumerkinu Vatnaskrímslinu sem sést að neðan.



Yfirleitt telja menn að sólkerfið sé staðsett í um 26.000 ljósára fjarlægð frá Vetrarbrautarmiðjunni en óvissan er um 3.300 ljósár. Sólkerfið er staðsett í einum þyrilarminum sem kallast Óríonarmurinn, en hann er milli tveggja stórra þyrilarma, Perseifsarms og Bogamannsarms. Í 26.000 ljósára fjarlægð og á 250 km hraða á sekúndu, tekur það sólina okkar og sólkerfið í heild sinni um 220 milljón ár að ljúka einni hringferð um miðju Vetrarbrautarinnar.

Á næturhimninum á norðurhveli jarðar sjást að minnsta kosti tvær vetrarbrautir, Vetrarbrautin okkar og M31 eða Andrómeduþokan. Þær sjást einfaldlega vegna þess að ljósið frá þeim er nægilegt til þess að augu okkar greini það. Vetrarbrautin okkar er sýnileg berum augum sem dauf slæða, þvert yfir himinninn. M31, stærsta vetrarbrautin í Grenndarhópnum, er í um 2,7 milljón ljósára fjarlægð og því eitt fjarlægasta fyrirbærið sem augað greinir. Hún sést sem daufur þokukenndur blettur í stjörnumerkinu Andrómedu en til þess að koma auga á hana, verður óvanur stjörnuskoðandi að styðjast við kort sem til dæmis er hægt að fá á vefsíðu Sky & Telescope tímaritsins. Sé stjörnuskoðandi staddur á suðurhveli jarðar, getur hann séð í það minnsta þrjár vetrarbrautir, Vetrarbrautina okkar og tvær litlar óreglulagaðar sem fylgja henni, Stóra- og Litla-Magellanskýið.

Skoðið einnig skyld svör:

Myndir:

Heimildir:

  • Stjörnufræðivefurinn: Vetrarbrautin okkar
  • Dickinson, Terence. Nightwatch: A Practical Guide to Viewing the Universe. Firefly Books, Ontario Kanada, 1998.
  • Freedman, R. A. og Kaufmann, William. Universe. W. H. Freedman and Company, New York, 1998. 5. útgáfa.
  • Sagan, Carl, 1980. Cosmos. Random House, New York, 1983.

...