Linnunrata — kotigalaksimme: rakenne, tähdet ja Andromeda
Tutustu Linnunrataan — kotigalaksiin: rakenne, yli 200 miljardia tähteä, kiekko, ydin ja halo sekä Andromedan lähestyvä kohtaaminen — lue lisää.
Linnunrata on kotigalaksimme. Siinä on yli 200 miljardia tähteä, Aurinko mukaan lukien.
Linnunradan halkaisija on noin 100 000 valovuotta, ja se on viivamainen spiraaligalaksi. Ajatus siitä, että Linnunrata koostuu tähdistä, juontaa juurensa antiikin Kreikan filosofilta Demokritukselta.
Linnunradassa on kolme pääosaa: kiekko, jossa Aurinkokunta sijaitsee, ydin, joka on pullistuma, ja kaiken kattava halo. Vaikka sana "kiekko" antaa ymmärtää, että se on litteä, Linnunrata ei itse asiassa ole aivan litteä. Se on hieman vääntynyt ja kieroutunut.
Tämä galaksi kuuluu kolmen suuren galaksin ja yli 50 pienemmän galaksin muodostamaan Paikalliseen ryhmään. Linnunrata on yksi ryhmän suurimmista galakseista, toiseksi suurin Andromedan galaksin jälkeen. Linnunradan lähin naapuri on Canis Major -kääpiö, joka on noin 25 000 valovuoden päässä Maasta. Andromedan galaksi liikkuu kohti Linnunratagalaksia ja kohtaa sen noin 3,75 miljardin vuoden kuluttua. Andromedan galaksi liikkuu noin 1 800 kilometrin minuuttinopeudella.
Rakenne
Linnunrata on monimutkainen ja kerroksellinen järjestelmä. Sen pääkomponentit ovat:
- Kiikke (levy): Ohut levy, jossa suurin osa galaksin auringonkaltaisista tähdistä, tähtienmuodostusalueista ja pölystä sijaitsee. Levy jakautuu spiraalihaaraksiin — tunnettuja haaroja ovat mm. Perseus, Sagittarius ja Paikallinen haara (Orionin haara), jossa Aurinkokunta sijaitsee.
- Paksumpi levy (thick disk): Vanhemmista tähdistä koostuva, paksumpi komponentti, jonka tähdet liikkuvat hieman eri tavalla kuin ohuen levyn tähdet.
- Keskuspullistuma (bulge): Galaksin ytimessä oleva tiheä tähtikeskittymä, jossa on myös bar-muotoinen rakenne (keskuspalkki). Keskuksessa sijaitsee supermassiivinen musta aukko, Sgr A*, jonka massa on arviolta noin 4 miljoonaa Aurinkoa.
- Halo: Harvinainen, pallomainen alue ympäri galaksia, jossa on vanhoja tähtiä, staattisia pallomaisia tähtijoukkoja (globular clusters) ja pimeän aineen hallitsema laaja massa.
Tähdet, ikä ja synty
Linnunradan tähdet ovat iältään hyvin vaihtelevia: nuoria, massiivisia tähtiä syntyy jatkuvasti spiraalihaarojen tiheissä molekyylipilvissä, kun taas vanhimmat tähdet ovat lähes yhtä vanhoja kuin itse maailmankaikkeus (arviolta 12–13 miljardia vuotta). Galaksin nykyinen tähtien muodostumisnopeus on kohtalaisen maltillinen, noin 1–2 Aurinkomassan verran vuodessa.
Galaksissa on myös yli sata globulaarista tähtijoukkoa ja lukuisia avoimia tähtijoukkoja. Tähtien liikkeistä ja kemiallisesta koostumuksesta tutkijat saavat tietoa Linnunradan muodostumishistoriasta ja siitä, miten se on kasvanut liimaamalla itseensä pienempiä galakseja.
Keskus ja pimeä aine
Linnunradan keskustassa sijaitseva supermassiivinen musta aukko Sgr A* vaikuttaa tähdistöjen liikkeisiin sen välittömässä läheisyydessä. Kuitenkin suurin osa galaksin massasta ei näy suoraan: pimeä aine muodostaa laajan halon, joka ulottuu kauas näkyvän levyn ulkopuolelle ja määrää galaksin pyörimisnopeuskäyrän. Kokonaismassa (sisältäen pimeän aineen) arvioidaan olevan noin biljoona (10^12) Aurinkoa luokkaa.
Paikallinen ryhmä, satelliitit ja Andromeda
Linnunrata on osa Paikallista ryhmää. Sen suurimpiin naapureihin kuuluu Andromedan galaksi (M31) sekä Triangulum (M33) ja yli viisikymmentä pienempää kääpiögalaksia. Monet näistä pienemmistä kohteista ovat Linnunradan satelliitteja, kuten Canis Major -kääpiömaininta alkuperäisessä tekstissä (naapuri).
Andromedan ja Linnunradan välillä on liike kohti toisiaan; nykyarvioiden mukaan niiden lähentymisen seurauksena ne törmäävät ja sulautuvat muutaman miljardin vuoden kuluessa, muuttaen lopulta rakenteensa suureksi elliptiseksi galaksiksi. Arviot kohtaamisen ajankohdasta vaihtelevat, mutta yleinen arvio on noin 4–5 miljardin vuoden päästä. Andromedan radiaalinen lähestymisnopeus on noin 110 kilometriä sekunnissa (suuntainen nopeus on huomattavasti pienempi), ja törmäyksen seurauksena galaksit sekoittuvat ja tähtien radat muuttuvat radikaalisti.
Kääpiögalaksit ja lähiprojektiot
Linnunradan ympärillä kiertää useita kääpiögalakseja ja muita pienempiä kappaleita. Näistä monet näyttävät kokeneen vuorovaikutuksia ja osittaisia sulautumia Linnunrataan, mikä näkyy vanhoissa tähtipopulaatioissa ja virtaavissa rakenteissa (stellar streams).
Mielenkiintoisia faktoja
- Etäisyys keskustaan: Aurinko sijaitsee noin 25 000–27 000 valovuoden päässä galaksin keskustasta.
- Spiraalihaarat: Aurinko on osa pientä Orionin (Paikallinen) haaraa isommassa spiraalirakenteessa.
- Tähtien määrä: Arviot vaihtelevat sadasta miljardista jopa muutamiin satoihin miljardeihin tähtiä riippuen laskentatavasta ja mukana otettavista alhaisesta massasta olevista tähdistä.
- Tähtien muodostuminen: Galaksissa syntyy uusia tähtiä edelleen, mutta paljon vähemmän kuin nuorissa, aktiivisissa galakseissa.
- Tulevaisuus: Andromedan kanssa tapahtuva sulautuma muuttaa Linnunradan rakenteen – tulevasta järjestelmästä käytetään joskus nimeä "Milkomeda".
Kaiken kaikkiaan Linnunrata on dynaaminen, kasvava ja edelleen osittain salaperäinen järjestelmä. Sen tutkimus (mm. satelliittien kuten Gaia ja monien maa- ja avaruusteleskooppien avulla) paljastaa jatkuvasti uusia yksityiskohtia galaksimme rakenteesta, historiasta ja tulevaisuudesta.
Koko
Linnunradan tähtikiekko on halkaisijaltaan noin 100 000 valovuotta (9×1017 km), ja sen katsotaan olevan keskimäärin noin 1000 valovuoden paksuinen.
Sen arvioidaan sisältävän vähintään 200 miljardia tähteä ja mahdollisesti jopa 400 miljardia tähteä. Luku riippuu hyvin pienimassaisten eli kääpiötähtien määrästä, joita on vaikea havaita, erityisesti yli 300 valovuoden päässä auringostamme. Siksi nykyiset arviot kokonaislukumäärästä ovat epävarmoja. Lukua voidaan verrata naapurimaamme Andromedan galaksin yhteen biljoonaan (1012) tähteen.
Linnunradan tähtikiekolla ei ole terävää reunaa, sädettä, jonka ulkopuolella ei ole tähtiä. Pikemminkin tähtien määrä vähenee tasaisesti etäisyyden kasvaessa galaksin keskustasta. Noin 40 000 valovuoden säteen jälkeen tähtien määrä vähenee paljon nopeammin syistä, joita ei ymmärretä.
Tähtikiekon takana on paljon paksumpi kaasukiekko. Viimeaikaiset havainnot osoittavat, että Linnunradan kaasukiekko on noin 12000 valovuoden paksuinen - kaksi kertaa paksumpi kuin aiemmin hyväksytty arvo. Linnunradan suhteellinen fyysinen mittakaava on seuraava: jos Aurinkokunta Pluton kiertoradalle asti pienennettäisiin Yhdysvaltain neljänneksen kokoiseksi (halkaisijaltaan noin tuuman tai 25 mm), Linnunradan halkaisija olisi 2000 kilometriä. Kun nopeus on 220 kilometriä sekunnissa, aurinkokunnalta kestää noin 240 miljoonaa vuotta kiertää yksi galaksin kiertorata (galaktinen vuosi).
Galaktinen halo ulottuu ulospäin, mutta sen kokoa rajoittaa kahden Linnunradan satelliitin, Suuren ja Pienen Magellan-pilven, kiertoradat, jotka lähestyvät toisiaan lähimmillään noin 180 000 valovuoden päässä. Tällä etäisyydellä tai kauempana siitä Magellan-pilvet häiritsisivät useimpien halokohteiden ratoja, ja kohteet todennäköisesti heittäytyisivät pois Linnunradan läheisyydestä.
Galaktinen keskus
Galaktisen kiekon, joka pullistuu ulospäin galaktisen keskuksen kohdalla, halkaisija on 70-100 000 valovuotta.
Tarkasta etäisyydestä Auringosta galaktiseen keskukseen kiistellään. Viimeisimpien arvioiden mukaan etäisyys galaktiseen keskukseen on 25-28 000 valovuotta.
Aineen liikkuminen galaktisen keskuksen ympärillä osoittaa, että se on kompakti ja erittäin suuren massan omaava kohde. Voimakas radiolähde nimeltä Sagittarius A*, jonka luultiin merkitsevän Linnunradan keskustaa, on nyt vahvistettu supermassiiviseksi mustaksi aukoksi. Useimmissa galakseissa uskotaan olevan supermassiivinen musta aukko niiden keskustassa.
Myös galaksin palkin luonteesta käydään aktiivista keskustelua, ja arviot sen puolipituudesta ja suunnasta vaihtelevat 3 300-16 000 valovuoden (lyhyt tai pitkä palkki) ja 10-50 asteen välillä. Andromedan galaksista katsottuna se olisi oman galaksimme kirkkain piirre.
Linnunradan havaittu spiraalirakenne. Nuoli osoittaa aurinkokunnan liikkeen suunnan suhteessa spiraalihaaroihin.
Linnunradan spiraalihaarat. Aurinkomme on Orion-Cygnus-haarassa.
Myytti
Kreikkalaisessa mytologiassa Zeus asettaa poikansa (Herakleus-lapsen), jonka äiti oli kuolevainen nainen, Heran rinnalle tämän nukkuessa, jotta lapsi joisi Heran jumalallista maitoa ja tulisi kuolemattomaksi. Hera kuitenkin herää imettäessään vauvaa ja huomaa imettävänsä vauvaa, jota ei tunne. Kreikkalaisen mytologian mukaan Hera työntää vauvan pois, ja Heran maidon virta suihkuaa yötaivaalle muodostaen Linnunradaksi kutsutun heikon valokaistan.
Aiheeseen liittyvät sivut
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on Linnunrata?
V: Linnunrata on kotigalaksimme.
K: Kuinka monta tähteä Linnunradassa on?
V: Linnunradassa on yli 200 miljardia tähteä.
K: Mikä on Linnunradan halkaisija?
V: Linnunradan halkaisija on noin 170 000 tai 200 000 valovuotta.
K: Mikä on Linnunradan rakenne?
V: Linnunrata on palkinmuotoinen spiraaligalaksi, jossa on kolme pääosaa: kiekko, ytimessä oleva pullistuma ja sitä ympäröivä ulompi halo.
K: Mikä on paikallinen ryhmä?
V: Paikallinen ryhmä on kolmen suuren galaksin ja yli 50 pienemmän galaksin ryhmä, johon Linnunrata kuuluu.
K: Mikä on Linnunradan lähin naapuri?
V: Canis Major -kääpiögalaksi, joka on noin 25 000 valovuoden päässä Maasta, on Linnunradan lähin naapuri.
K: Milloin Andromedan galaksi törmää Linnunradan kanssa?
V: Andromedan galaksi törmää Linnunradan kanssa noin 3,75 miljardin vuoden kuluttua.
Etsiä