מאז התקופה הפרהיסטורית, בני אדם הביטו למעלה בשמי הלילה והרהרו בתעלומת להקת האור המשתרעת על פני השמים. ובעוד שתיאוריות קודמו מאז ימי יוון העתיקה לגבי מה זה יכול להיות, רק עם לידתה של האסטרונומיה המודרנית למדו חוקרים בדיוק מה זה - כלומר אינספור כוכבים במרחק ניכר מכדור הארץ.
המונח 'שביל החלב', מונח שהופיע בעת העתיקה הקלאסית כדי לתאר את רצועת האור בשמי הלילה, הפך מאז לשמה של הגלקסיה שלנו. כמו רבים אחרים ביקום הידוע, שביל החלב הוא גלקסיה מסורגת וספירלית המהווה חלק מהקבוצה המקומית - אוסף של 54 גלקסיות. קוטר שביל החלב הוא 100,000 - 180,000 שנות אור, והוא מורכב מ-100 עד 400 מיליארד כוכבים.
מִבְנֶה:
שביל החלב מורכב מא מרכז גלקטי שצורתו כמו סרגל ודיסק גלקטי המורכב מזרועות ספירליות, שכולן מוקפות בהילה - המורכבת מכוכבים ישנים וצבירים כדוריים. המרכז, הידוע גם בשם 'הבליטה', הוא ריכוז צפוף של כוכבים ישנים ברובם שגודלו כ-10,000 שנות אור ברדיוס. אזור זה הוא גם המרכז הסיבובי של שביל החלב.
איור של החור השחור הסופר מסיבי במרכז שביל החלב. קרדיט: NRAO/AUI/NSF
המרכז הגלקטי הוא גם ביתו של מקור רדיו אינטנסיבי בשם קשת A* , אשר מאמינים שיש לו א חור שחור סופר מאסיבי (SMBH) במרכזו. נוכחותו של חור שחור זה הובחנה בשל ההשפעה הכבידתית הנראית לעין שיש לו על הכוכבים הסובבים אותו. אסטרונומים מעריכים שיש לו מסה של בין 4.1. ו-4.5 מיליון מסות שמש.
מחוץ לבליטה המסורגת במרכז הגלקטי נמצאת הדיסק הגלקטי של שביל החלב. זה מורכב מכוכבים, גז ואבק שמאורגנים בארבע זרועות ספירליות. זרועות אלו מכילות בדרך כלל צפיפות גבוהה יותר של גז ואבק בין כוכבי מהממוצע הגלקטי, כמו גם ריכוז גדול יותר של היווצרות כוכבים. אמנם אין הסכמה לגבי המבנה או ההיקף המדויק של זרועות ספירליות אלו, אך לרוב הן מקובצות לשתיים או ארבע זרועות שונות.
במקרה של ארבע זרועות, זה מבוסס על נתיבים של גז וכוכבים צעירים יותר בגלקסיה שלנו, המקבילים לזרוע פרסאוס, לזרוע הנורמה והחיצונית, לזרוע הסקוטום-קנטאורום ולזרוע קארינה-קשת. יש גם לפחות שתי זרועות קטנות יותר, הכוללות את זרוע ה-Cygnus ו-Orion Arm. בינתיים, סקרים המבוססים על נוכחות כוכבים מבוגרים מראים רק שתי זרועות ספירליות עיקריות - זרוע פרסאוס וזרוע סקאטום-קנטאורוס.
מעבר לדיסק הגלקטי נמצא הילה, המורכבת מכוכבים ישנים וצבירים כדוריים - 90% מהם נמצאים במרחק של 100,000 שנות אור (30,000 פרסק) מהמרכז הגלקטי. עדויות עדכניות שסופקו על ידי מצפי רנטגן מצביעות על כך שבנוסף להילה הכוכבית הזו, יש בשביל החלב גם הילה של גז חם שנמשכת לאורך מאות אלפי שנות אור.
תפיסת האמן את המבנה הספירלי של שביל החלב עם שתי זרועות כוכבים מרכזיות ובר. קרדיט: NASA/JPL-Caltech/ESO/R. כאב
גודל ומסה:
הדיסק הגלקטי של גלקסיית שביל החלב הוא בקוטר של כ-100,000 שנות אור ועוביו של כ-1,000 שנות אור. לפי ההערכות הוא מכיל בין 100 ל-400 מיליארד כוכבים, אם כי הנתון המדויק תלוי במספר הכוכבים מסוג M (הידוע גם בשם ננס אדום) בעלי מסה נמוכה מאוד. קשה לקבוע זאת מכיוון שלכוכבים אלה יש גם עוצמת בהירות נמוכה בהשוואה למעמד אחר.
המרחק מהשמש למרכז הגלקטי מוערך בין 25,000 ל-28,000 שנות אור (7,600 עד 8,700 פרסקים). הסרגל של המרכז הגלקטי (המכונה 'הבליטה שלו') נחשב כאורך של כ-27,000 שנות אור והוא מורכב בעיקר מכוכבים אדומים, שכולם נחשבים עתיקים. הבר מוקף ב'טבעת 5-kpc', אזור המכיל חלק גדול מהמימן המולקולרי של הגלקסיה ושבו יצירת הכוכבים היא האינטנסיבית ביותר.
לדיסק הגלקטי קוטר של בין 70,000 ל-100,000 שנות אור. אין לו קצה חד, רדיוס שמעבר לו אין כוכבים. עם זאת, מספר הכוכבים יורד לאט עם המרחק מהמרכז. מעבר לרדיוס של כ-40,000 שנות אור, מספר הכוכבים יורד הרבה יותר מהר ככל שמתרחקים מהמרכז.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/transcoded/e/ee/Simulation_of_the_X-shaped_bulge_of_the_Milky_Way.ogv/Simulation_of_the_X-shaped_bulge_of_the_Milky_Way.ogv.480p.webmמיקום מערכת השמש:
מערכת השמש ממוקמת ליד השפה הפנימית של זרוע אוריון, זרוע ספירלית מינורית הממוקמת בין זרוע קארינה-קשת וזרוע פרסאוס. זרוע זו נמדדת כ-3,500 שנות אור (1,100 פרסקים), אורך כ-10,000 שנות אור (3,100 פרסקים), ונמצאת במרחק של כ-25,400 עד 27,400 שנות אור (7.78 עד 8.4 אלף פרסקים) מהמרכז הגלקסי.
היסטוריה של תצפית:
הגלקסיה שלנו קיבלה את השם בגלל האופן שבו האובך שהיא מטילה בשמי הלילה דומה לחלב שנשפך. גם השם הזה עתיק למדי. זה תרגום מלטינית 'דרך לקטאה', אשר בתורו תורגם מיוונית עבורגלקסיות, הכוונה לרצועת האור החיוורת שנוצרה על ידי כוכבים במישור הגלקטי כפי שנראה מכדור הארץ.
האסטרונום הפרסי נאסיר אל-דין אל-תוסי (1201–1274) אפילו פירט זאת בספרותדקירה: 'שביל החלב, כלומר הגלקסיה, מורכב ממספר גדול מאוד של כוכבים קטנים ומקובצים בחוזקה, שבגלל ריכוזם וקטנותם נראים כתמים עכורים. בגלל זה, זה הושווה לחלב בצבע'.
אסטרונומים חשדו זה מכבר ששביל החלב מורכב מכוכבים, אבל זה לא הוכח עד 1610, כאשר גלילאו גליליי הפנה את הטלסקופ הבסיסי שלו לכיוון השמים ופתר כוכבים בודדים ברצועה על פני השמים. בעזרת טלסקופים, האסטרונומים הבינו שיש הרבה הרבה יותר כוכבים בשמים, ושכל אלה שאנחנו יכולים לראות הם חלק משביל החלב.
בשנת 1755, עמנואל קאנט הציע ששביל החלב הוא אוסף גדול של כוכבים המוחזקים יחדיו על ידי כוח הכבידה ההדדי. בדיוק כמו מערכת השמש, האוסף הזה יסתובב וישטוח כמו דיסק, כשמערכת השמש מוטבעת בתוכו. האסטרונום ויליאם הרשל (מגלה אורנוס) ניסה למפות את צורתו בשנת 1785, אך הוא לא הבין שחלקים גדולים מהגלקסיה מוסתרים על ידי גז ואבק, שמסתירים את צורתה האמיתית.
רק בשנות העשרים של המאה הקודמת, כאשר אדווין האבל סיפק ראיות חותכות לכך שהערפיליות הספירליות בשמיים היו למעשה גלקסיות שלמות אחרות, הצורה האמיתית של הגלקסיה שלנו הייתה ידועה. מעתה והלאה, האסטרונומים הבינו ששביל החלב הוא גלקסיה ספירלית מסורגת, וגם הבינו כמה גדול היקום באמת.
שביל החלב נקרא בשם המתאים, בהיותו המסה העצומה והעכורה של כוכבים, אבק וגז. כמו כל הגלקסיות, מאמינים שהגלקסיות שלנו נוצרו מהרבה גלקסיות קטנות יותר שהתנגשו והתערבו בעבר. ובעוד 3 עד 4 מיליארד שנים, זה יקרה להתנגש בגלקסיית אנדרומדה ליצור מסה גדולה עוד יותר של כוכבים, גז ואבק. בהנחה שהאנושות עדיין קיימת עד אז (ושורדת את התהליך) זה אמור לגרום לצפייה מעניינת!
כתבנו מאמרים מעניינים רבים על שביל החלב כאן ביקום היום. הנה 10 עובדות מעניינות על שביל החלב , כמה גדול שביל החלב? , מדוע הגלקסיה שלנו נקראת שביל החלב? , מהי הגלקסיה הקרובה ביותר לשביל החלב? , איפה כדור הארץ בשביל החלב? , לשביל החלב יש רק שתי זרועות ספירליות , ו זה בלתי נמנע: שביל החלב, גלקסיית אנדרומדה לקראת התנגשות .
אם תרצה מידע נוסף על גלקסיות, בדוק מהדורות החדשות של Hubblesite על גלקסיות , והנה דף המדע של נאס'א על גלקסיות .
הקלטנו גם פרק של אסטרונומיה על שביל החלב. תקשיב כאן, פרק 99: שביל החלב .
מקורות: