เมื่อคุณมองขึ้นไปบนท้องฟ้ายามค่ำคืนดูเหมือนว่าคุณจะเห็นดวงดาวมากมาย มีตาเปล่าประมาณ 2,500 ดวงที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ณ จุดใดจุดหนึ่งของเวลาบนโลกและมีดาวที่มองเห็นได้ทั้งหมด 5,800-8,000 ดวง (เช่นสามารถเห็นได้ด้วยความช่วยเหลือของกล้องส่องทางไกลหรือกล้องโทรทรรศน์) แต่นี่เป็นส่วนเล็ก ๆ ของดาวที่ทางช้างเผือกคิดว่ามี!
ดังนั้นคำถามคือแล้วมีกี่ดาวในกาแล็กซี่ทางช้างเผือก? นักดาราศาสตร์ประเมินว่ามี 100,000 ถึง 400 พันล้าน ดาวฤกษ์บรรจุอยู่ในกาแลคซีของเราแม้ว่าบางคนอ้างว่ามีการประมาณว่าอาจมีมากถึงหนึ่งล้านล้านดวง เหตุผลของความแตกต่างคือเพราะเรามีเวลาดูกาแลคซียากและมีเพียงดวงดาวมากมายที่เรามั่นใจได้ที่นั่น
โครงสร้างของทางช้างเผือก:
ทำไมเราเห็นดาวเหล่านี้เพียงไม่กี่ดวงเท่านั้น สำหรับสตาร์ตเตอร์ระบบสุริยะของเราตั้งอยู่ภายในดิสก์ของทางช้างเผือกซึ่งเป็นกาแลคซีกังหันชนิดก้นหอยที่ไม่สามารถใช้งานได้ประมาณ 100,000 ปีแสง นอกจากนี้เรายังอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซีประมาณ 30,000 ปีแสงซึ่งหมายความว่ามีระยะทางไกล - และดาวจำนวนมาก - ระหว่างเรากับอีกด้านหนึ่งของกาแลคซี
เพื่อให้เกิดความซับซ้อนยิ่งขึ้นเมื่อนักดาราศาสตร์มองดูดาวทั้งหมดเหล่านี้แม้ดาวที่อยู่ใกล้ที่ค่อนข้างสว่างก็สามารถถูกกำจัดได้โดยแสงของดาวที่สว่างกว่าข้างหลังพวกมัน แล้วก็มีดาวฤกษ์จาง ๆ ที่อยู่ห่างไกลจากเราอย่างมาก แต่ก็มีการตรวจจับแบบเดิม ๆ เพราะแหล่งกำเนิดแสงของพวกมันถูกกระจัดกระจายโดยดาวที่สว่างกว่า
ดาวที่อยู่ไกลที่สุดที่คุณสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า (ยกเว้นสองสามข้อ) นั้นอยู่ห่างออกไปประมาณ 1,000 ปีแสง มีดาวฤกษ์สว่างอยู่สองสามดวงในทางช้างเผือก แต่เมฆฝุ่นและก๊าซ - โดยเฉพาะที่อยู่ในใจกลางกาแลคซี - ปิดกั้นแสงที่มองเห็นได้ เมฆนี้ซึ่งปรากฏเป็นวงเปล่งประกายสลัวโค้งข้ามท้องฟ้ายามค่ำคืน - ที่ซึ่งกาแลคซีของเราได้รับ "น้ำนม" ในนามของมัน
มันเป็นเหตุผลว่าทำไมเราสามารถเห็นดวงดาวในบริเวณใกล้เคียงของเราได้อย่างแท้จริงและทำไมดาวกาแลคซีอีกด้านหนึ่งจึงซ่อนตัวจากเรา ลองจินตนาการว่าคุณกำลังยืนอยู่ในห้องที่มีขนาดใหญ่และแออัดมากและติดอยู่ที่มุมไกล ถ้ามีใครซักคนถามคุณ“ มีคนอยู่ที่นี่กี่คน” คุณจะมีช่วงเวลาที่ยากลำบากในการบอกตัวเลขที่ถูกต้องให้กับพวกเขา
ตอนนี้ลองนึกภาพว่ามีคนนำเครื่องควันและเริ่มเติมเต็มกลางห้องด้วยหมอกควันหนา ไม่เพียง แต่จะมองเห็นได้ยากกว่าหน้าสองสามเมตรที่อยู่ด้านหน้าคุณเท่านั้น แต่วัตถุที่อยู่อีกด้านหนึ่งของห้องนั้นถูกบดบังอย่างสมบูรณ์ โดยพื้นฐานแล้วการไร้ความสามารถของคุณที่จะขึ้นเหนือฝูงชนและหัวหน้าจำนวนนั้นหมายความว่าคุณติดอยู่กับการคาดเดาหรือคาดการณ์จากสิ่งที่คุณเห็น
วิธีถ่ายภาพ:
กล้องอินฟราเรด (ไวต่อความร้อน) เช่น Cosmic Background Explorer (aka. COBE) สามารถมองทะลุผ่านก๊าซและฝุ่นละอองได้เนื่องจากแสงอินฟราเรดเคลื่อนที่ผ่านมัน และยังมีกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ซึ่งเป็นหอสังเกตการณ์อวกาศอินฟราเรดที่องค์การอวกาศนาซ่าเปิดตัวในปี 2546 Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) ซึ่งติดตั้งใช้งานในปี 2552 และ Herschel Space Observatory ซึ่งเป็นภารกิจขององค์การอวกาศยุโรปที่มีส่วนร่วมที่สำคัญขององค์การนาซ่า
กล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ทั้งหมดถูกนำไปใช้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเพื่อจุดประสงค์ในการตรวจสอบเอกภพในช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดเพื่อให้นักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับดาวที่อาจไม่สังเกตเห็นได้ เพื่อให้คุณเข้าใจถึงสิ่งที่อาจมีลักษณะเช่นนี้ให้ตรวจสอบภาพอินฟราเรดด้านล่างซึ่งถ่ายโดย COBE เมื่อวันที่ 30 มกราคม 2000
อย่างไรก็ตามเนื่องจากเรายังไม่สามารถดูได้ทั้งหมดนักดาราศาสตร์จึงถูกบังคับให้คำนวณจำนวนดาวที่น่าจะเป็นในทางช้างเผือกจากปรากฏการณ์ที่สังเกตได้จำนวนหนึ่ง พวกเขาเริ่มต้นด้วยการสังเกตวงโคจรของดาวฤกษ์ในดิสก์ของทางช้างเผือกเพื่อรับความเร็วของการโคจรและรอบการหมุนของทางช้างเผือก
ประมาณการ:
จากสิ่งที่พวกเขาสังเกตเห็นนักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าระยะเวลาการหมุนของกาแลคซี (เช่นระยะเวลาในการหมุนรอบเดียว) จะเท่ากับ 225-250 ล้านปีในตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ซึ่งหมายความว่าทางช้างเผือกโดยรวมกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 600 กม. ต่อวินาทีโดยเทียบกับกรอบอ้างอิงอวกาศ
จากนั้นหลังจากตรวจสอบมวล (และลบรัศมีของสสารมืดที่คิดเป็น 90% ของมวลของทางช้างเผือก) นักดาราศาสตร์ใช้การสำรวจมวลและประเภทของดาวในกาแลคซีเพื่อหามวลเฉลี่ย . จากสิ่งเหล่านี้พวกเขาได้รับการประเมินประมาณ 200-400 ล้านดวงแม้ว่าบางคนเชื่อว่ามีมากขึ้น
สักวันหนึ่งเทคนิคการถ่ายภาพของเราอาจซับซ้อนพอที่จะสามารถตรวจจับดวงดาวทุกดวงผ่านฝุ่นและอนุภาคที่ทำให้กาแลคซีของเราซึมซับอยู่ หรืออาจจะสามารถส่งยานสำรวจอวกาศที่สามารถถ่ายรูปทางช้างเผือกจากทางช้างเผือกไปทางเหนือ - กล่าวคือจุดที่อยู่เหนือใจกลางของทางช้างเผือก
ก่อนหน้านั้นการคาดคะเนและคณิตศาสตร์เป็นสิ่งเดียวที่ทำให้เรารู้ว่าแออัดในละแวกบ้านเรานั้นแน่นแค่ไหน!
เราได้เขียนบทความดีๆเกี่ยวกับทางช้างเผือกที่นี่ที่ Space Magazine ตัวอย่างเช่นนี่คือข้อเท็จจริง 10 ข้อเกี่ยวกับทางช้างเผือกรวมถึงบทความที่ตอบคำถามสำคัญอื่น ๆ
สิ่งเหล่านี้รวมถึงทางช้างเผือกใหญ่แค่ไหนทางช้างเผือกคืออะไรและทำไมกาแลคซีของเราจึงเรียกทางช้างเผือก
นักดาราศาสตร์ได้ทำพอดคาสต์เกี่ยวกับทางช้างเผือกและนักเรียนเพื่อการสำรวจและพัฒนาอวกาศ (SEDS) มีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับทางช้างเผือกที่นี่
และถ้าคุณต้องการนับดวงดาวสักสองสามดวงลองดูงานโมเสกนี้จากรูปภาพดาราศาสตร์ประจำวันของนาซา สำหรับคำอธิบายเพิ่มเติมในเชิงลึกเกี่ยวกับเรื่องนี้ให้ไปที่ Galaxy ทางช้างเผือกทำงานอย่างไร
