MILKY WAY: XUẤT XỨ, ĐẶC ĐIỂM, BỘ PHẬN, THÀNH PHẦN - ARTE - 2025

Các Milky Way là thiên hà xoắn ốc mà hệ mặt trời của chúng ta thuộc về. Nó được tạo thành từ khoảng 300 tỷ ngôi sao trong các hệ sao, cộng với các hành tinh, khí và bụi vũ trụ.

Từ Trái đất, chúng ta có thể nhìn thấy một phần nhỏ của nó, như một dải ánh sáng trắng xuyên qua bầu trời, rất dễ nhìn thấy vào mùa hè ở bán cầu bắc, trong các chòm sao Hổ Cáp và Nhân Mã.

Hình 1. Quang cảnh Dải Ngân hà nhìn từ Trái đất. Nguồn: Pixabay.

Đối với người Hy Lạp cổ đại, vẻ ngoài như sữa của dải sáng này là sữa chảy ra từ bầu ngực của Hera, vợ của thần ánh sáng, bầu trời và tia chớp Zeus. Đó là lý do tại sao họ gọi nó là "Dải ngân hà" hay con đường sữa.

Các nền văn hóa cổ đại khác cũng gắn Dải Ngân hà với một con đường. Ở bán đảo Iberia, nó được gọi là El Camino de Santiago và đối với người Scandinavi, nó dẫn đến Valhalla hoặc nơi ở của các vị thần.

Democritus, nhà tư tưởng Hy Lạp cổ đại phi thường, đã gợi ý rằng Dải Ngân hà chứa hàng nghìn ngôi sao bên trong nó. Khi Galileo hướng kính viễn vọng của mình vào nó, ông nhận ra rằng nó thực sự đầy sao.

Theo thời gian, những nhà thiên văn học theo ông nhận ra rằng hệ mặt trời cũng là một phần của dải bao bọc bầu trời đêm.

Các nhà thiên văn học người Anh William Herschel (1738-1822), người phát hiện ra Sao Thiên Vương, cùng với em gái Caroline Herschel (1750-1848), đã tạo ra một loại bản đồ ba chiều về cách các ngôi sao phân bố trong thiên hà.

Họ kết luận rằng chúng được sắp xếp theo hình dạng của một chiếc đĩa bất thường, với Mặt trời ở trung tâm, mặc dù họ không thể xác định kích thước thực của chúng.

Chỉ vào đầu thế kỷ 20, các nhà thiên văn học mới nhận ra rằng hệ mặt trời chỉ là một phần rất nhỏ của một nhóm lớn hơn nhiều: một thiên hà. Và sau này vũ trụ chứa hàng tỷ người trong số họ.

Đặc điểm của Dải Ngân hà

Dải Ngân hà là một cấu trúc rất rộng lớn. Để thiết lập khoảng cách ở mức này, cần có các đơn vị đo lường khác. Đó là lý do tại sao chúng được sử dụng trong văn học:

- Năm ánh sáng , là quãng đường ánh sáng truyền được trong chân không trong một năm. Tốc độ ánh sáng không đổi và trong chân không là 300.000 km / s. Không có gì trong vũ trụ di chuyển nhanh hơn.

- Parsec , viết tắt là pc, tương đương với 3,2616 năm ánh sáng, trong khi kiloparsec là 1000 parsec hoặc 3261,6 năm ánh sáng.

Hình dạng của Dải Ngân hà là một hình xoắn ốc có thanh có đường kính khoảng 60.000 pc. Rất khó để xác định các giới hạn chính xác, vì các cạnh không được xác định rõ ràng, vì thiên hà có một quầng sao và vật chất giữa các vì sao.

Hình 2. Khái niệm về Dải Ngân hà của một nghệ sĩ được tạo ra từ các mô hình lý thuyết và từ việc quan sát các thiên hà xoắn ốc khác. Từ thanh chính giữa mọc ra hai nhánh chính sau này. Nguồn: NASA.

Trung tâm thiên hà nằm về phía chòm sao Nhân Mã, theo ghi nhận của nhà thiên văn học Harlow Shapley vào đầu thế kỷ 20, người đầu tiên ước tính kích thước của đĩa thiên hà.

Về phần nó, hệ mặt trời nằm trong một trong những nhánh xoắn ốc này: nhánh của Orion, ở ngoại ô thiên hà. Bụi giữa các vì sao ngăn cản chúng ta nhìn thấy trung tâm, tuy nhiên ở tần số vô tuyến và hồng ngoại thì điều đó có thể xảy ra.

Nhờ chúng, người ta biết rằng các ngôi sao ở đó quay với tốc độ cao xung quanh một lỗ đen siêu lớn, tương đương với khoảng 3,7 triệu lần khối lượng Mặt Trời.

Về nguồn gốc của Dải Ngân hà, các nhà vũ trụ học tin rằng nó gần như lâu đời với Vụ nổ lớn, vụ nổ đã tạo ra toàn bộ vũ trụ.

Những ngôi sao đầu tiên hình thành thiên hà phải hình thành khoảng 100 triệu năm sau. Đó là lý do tại sao các nhà vũ trụ học ước tính tuổi của nó là 13,6 tỷ năm (Vụ nổ lớn xảy ra cách đây 13,8 tỷ năm).

Tuổi của Dải Ngân hà

Hình 3. Thiên hà UGC 12158 ở 118 Mpc từ Trái đất trông rất giống những gì các nhà khoa học nghĩ rằng Dải Ngân hà trông như thế nào. Nó nằm trong chòm sao Pegasus. Hình ảnh được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian Hubble. Nguồn: NASA qua Wikimedia Commons.

Để xác định tuổi của Dải Ngân hà, các nhà thiên văn học tìm kiếm những ngôi sao lâu đời nhất.

Tuổi của các ngôi sao được biết thông qua ánh sáng của chúng, cung cấp thông tin về nhiệt độ của chúng và các yếu tố cấu tạo nên nó.

Các ngôi sao có một lò phản ứng hạt nhân bên trong chúng, cần một nguồn cung cấp nguyên liệu để hoạt động. Vật liệu này ban đầu là hydro, nguyên tố nhẹ nhất trong tất cả, hợp nhất thành heli. Một ngôi sao có nhiều hydro thì trẻ, và ngôi sao nghèo nguyên tố này thì già.

Bằng cách phân tích ánh sáng của một ngôi sao bằng các kỹ thuật quang phổ, người ta có thể biết được lượng hydro mà nó có, bởi vì mỗi phần tử hấp thụ một số bước sóng ánh sáng và phát ra những bước sóng khác.

Các bước sóng hấp thụ được phản xạ trong quang phổ dưới dạng các vạch tối với sự sắp xếp đặc trưng. Điều này cho thấy sự phong phú của nguyên tố được đề cập và bằng cách này, có thể biết liệu một ngôi sao có nhiều hydro hay không và ước tính gần đúng tuổi của nó.

Do đó, tuổi của Dải Ngân hà là tuổi của các ngôi sao lâu đời nhất của nó cộng với tuổi của các ngôi sao tiền nhiệm, nếu có. Và nếu có, chúng phải chỉ chứa hydro, heli và lithium, những nguyên tố nhẹ nhất.

Những ngôi sao lâu đời nhất trong Dải Ngân hà được biết là ít nhất 13,5 tỷ năm tuổi, nhưng bên trong chúng chứa một số nguyên tố nặng không thể tự hợp nhất.

Điều này có nghĩa là chúng phải có được chúng từ những ngôi sao tiền nhiệm, những ngôi sao thế hệ đầu tiên, có tuổi thọ rất ngắn vì khối lượng lớn và phát nổ như siêu tân tinh.

Cộng các độ tuổi này, các nhà vũ trụ học ước tính rằng cách đây 13,6 tỷ năm dải Ngân hà đã hình thành.

Các phần của Dải Ngân hà

Vòng xoắn của Dải Ngân hà có ba vùng được xác định rõ ràng, chúng quay với các tốc độ khác nhau (càng gần tâm, quay càng nhanh):

- Đĩa , một vùng chứa nhiều khí và bụi có chiều dài xấp xỉ 40.000 pc và dày 2000 pc: Hầu hết các ngôi sao trong thiên hà đều được tìm thấy ở đó, hầu hết đều là những ngôi sao xanh rất nóng và mới hình thành.

- Bóng đèn là một hình cầu dày xung quanh tâm, trên và dưới đĩa, bán kính 6000 pc. Không giống như đĩa, vùng này thưa thớt bụi và khí, với một quần thể sao cổ đại.

- Vầng hào quang , một hình cầu khổng lồ mờ nhạt bao quanh thiên hà và có tâm trùng với tâm của đĩa. Các ngôi sao ở đây được tập hợp thành các cụm hình cầu, và giống như bóng đèn, có rất ít vật chất giữa các vì sao ở đây, vì vậy quần thể các ngôi sao cũng phần lớn là cổ đại.

Hình 4. Các bộ phận của Dải Ngân hà Mặt trời, nằm trên một trong các cánh tay của nó, thực hiện nhiều chuyển động khác nhau, ngoại trừ chuyển động quanh trung tâm thiên hà. PNG / PSG là hướng của các cực bắc và cực nam của thiên hà. Nguồn: Wikimedia Commons.

Cấu trúc xoắn ốc

Dải Ngân hà có hình dạng giống như một đường xoắn ốc có thanh chắn. Các nhà thiên văn học vẫn chưa biết tại sao vật chất của thiên hà lại được sắp xếp theo cách này. Không phải tất cả các thiên hà xoắn ốc đều có thanh, và nhiều thiên hà thậm chí không phải là xoắn ốc, mà là hình elip.

Hình 5. Cấu trúc xoắn ốc của Dải Ngân hà nhìn trực tiếp từ trên cao. Mặt trời là điểm màu vàng trên cánh tay của Orion (Ori). Tên của các cánh tay tương ứng với các chòm sao và được viết tắt. Nguồn: Wikimedia Commons. Người dùng: Rursus / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Một giả thuyết cho rằng các biến thể mật độ trong vật chất có thể lan truyền trong không gian, giống như những gợn sóng trong ao khi một hòn đá được ném xuống. Đây được gọi là lý thuyết sóng mật độ, nhưng nó không phải là lý thuyết duy nhất được đưa ra để giải thích sự hiện diện của các nhánh xoắn ốc.

Các thành phần

Các thiên hà vệ tinh

Có một số thiên hà nhỏ hơn đi cùng với Dải Ngân hà, nổi tiếng nhất trong số đó là Đám mây Magellan.

Hình 6. Đám mây Magellan Lớn. Nguồn: Wikimedia Commons.

Gần đây, thiên hà lùn Nhân Mã đã được tìm thấy và một thiên hà nữa mà các nhà khoa học vẫn chưa thể thống nhất được liệu nó là thiên hà vệ tinh theo đúng nghĩa của nó hay là một phần của Dải Ngân hà: thiên hà lùn Canis Major.

Thậm chí có thể có các thiên hà vệ tinh khác của Dải Ngân hà không thể nhìn thấy từ vị trí của chúng ta, trên một trong các nhánh xoắn ốc. Lực hấp dẫn cực mạnh của Dải Ngân hà đã thu hút chúng và chắc chắn hàng triệu năm nữa chúng sẽ trở thành một phần của nó.

Lỗ đen trung tâm

Nhờ các kính thiên văn hồng ngoại, các nhà thiên văn đã có thể theo dõi chuyển động của các ngôi sao trong vùng lân cận của trung tâm thiên hà.

Có một nguồn tia X cường độ cao được gọi là Sgr A (Saggitarius A), được cho là lỗ đen siêu lớn mà tất cả các thiên hà, bao gồm cả thiên hà của chúng ta, đều có ở trung tâm.

Hố đen ở Saggitarius A được ước tính có khối lượng khoảng 4 triệu lần khối lượng Mặt Trời. Một ánh sáng phát ra từ nó, một sản phẩm của vật chất giữa các vì sao liên tục thoát vào nó. Đôi khi một ánh sáng dữ dội cho thấy một ngôi sao đã đi vào bên trong của nó.

Các ngôi sao

Sự lộng lẫy của Dải Ngân hà là do các ngôi sao cư trú ở đó: từ 200 đến 400 triệu. Mặt trời của chúng ta là một ngôi sao trung bình giữa vòng đời, nằm trong cánh tay của Orion, cách trung tâm thiên hà nhộn nhịp 7900 pc.

Có nhiều loại sao, được phân loại theo khối lượng và nhiệt độ của chúng. Chúng cũng được phân loại theo hàm lượng của các nguyên tố nhẹ, hydro và heli hoặc các nguyên tố nặng hơn, mà các nhà thiên văn học gọi chung là kim loại.

Ngôi sao thứ hai là những ngôi sao trẻ hơn, được gọi là quần thể I, trong khi ngôi sao cũ hơn và được gọi là quần thể II.

Trong các thiên hà như Dải Ngân hà có các ngôi sao từ cả hai quần thể. Trong các nhánh xoắn ốc và trong đĩa thiên hà, quần thể II chiếm ưu thế, trong khi ở quầng và bóng đèn thuộc quần thể I.

Những hành tinh

Cho đến tương đối gần đây, hệ sao duy nhất với các hành tinh được biết đến là Hệ Mặt trời. Trong đó có hai loại hành tinh; những tảng đá như Trái đất và những người khổng lồ như sao Mộc.

Bắt đầu từ những năm 90 của thế kỷ 20, các hành tinh đã được phát hiện trong các hệ sao khác: ngoại hành tinh hoặc ngoại hành tinh.

Cho đến nay đã có hơn 3000 con được phát hiện và số lượng của chúng không dừng lại. Phần lớn là các hành tinh kiểu jovian, tức là các hành tinh khí khổng lồ, nhưng một số hành tinh đá như Trái đất đã được tìm thấy.

Vật chất giữa các vì sao

Khoảng không giữa các vì sao chứa đầy khí và bụi giữa các vì sao. Khi Dải Ngân hà được quan sát từ Trái đất, các đường kẻ và các vùng tối hơn được nhìn thấy, nơi có nhiều khí và bụi. Nó được tạo thành chủ yếu từ các nguyên tố nhẹ: hydro và heli, với dấu vết của các nguyên tố nặng hơn.

Vật chất giữa các vì sao có vai trò cơ bản trong thiên hà và trong vũ trụ, vì đây là nguyên liệu thô cho các ngôi sao và hệ hành tinh.

Người giới thiệu

1. BĂNG ĐĨA. Làm sao chúng ta biết được tuổi của Dải Ngân hà? Được phục hồi từ: Cienciadesofa.com.
2. Kutner, M. 2003. Thiên văn học: một quan điểm vật lý. Nhà xuất bản Đại học Cambridge.
3. NASA Space Place. Thiên hà vệ tinh là gì? Đã khôi phục từ: spaceplace.nasa.gov.
4. Pasachoff, J. 2007. Vũ trụ: Thiên văn học trong thiên niên kỷ mới. Ấn bản thứ ba. Thomson-Brooks / Cole.
5. Seeds, M. 2011. Cơ sở của Thiên văn học. Phiên bản thứ bảy. Học tập Cengage.
6. Quan điểm của Hệ mặt trời. Sự ra đời và hình thành của các thiên hà. Phục hồi từ: solarviews.com.
7. Wikipedia. Dải Ngân Hà. Được phục hồi từ: es. wikipedia.org.
8. Wikipedia. Thiên hà Milky Way. Được khôi phục từ: en.wikipedia.org.