I tusentals år, människor har förbryllat över den mjölkiga remsan som sträcker sig över hela himlen. I den moderna eran, Galileo Galilei upptäckte att denna Vintergatan består av otaliga stjärnor. Dock, det var först på 1900 -talet som astronomer lyckades dechiffrera dess form och dess sanna natur.

"Min tredje observation relaterar till Vintergatans natur (...) Oavsett vilken del av den man riktar in sig på med teleskopet, man hittar ett stort antal stjärnor, av vilka flera är ganska stora och mycket slående; än, antalet små stjärnor är helt ofattbart. "Dessa ord skrevs 1610 av en man som med sitt självkonstruerade teleskop studerade okända länder som inte var av denna värld. Det var detta verk som gav honom en plats i historien:Galileo Galilei .

Landet som han beskrev är bokstavligen ur den här världen, och dokumentet bär titeln Sidereus Nuncius ("Starry Messenger"). I det, den italienske matematikern och astronomen presenterar sina observationer av Jupiters satelliter, jordens måne och även Vintergatan. Tills dess, deras natur hade förblivit ett mysterium, och hade framför allt varit föremål för mytologi. Den grekiska naturfilosofen Democritus hade redan på 500 -talet f.Kr. hävdat att den diffust glödande remsan på himlen - känd av afrikanen! Kung bushmen som "nattens ryggrad" - bestod av otaliga svaga stjärnor.

Slipsten på himlavalvet

Efter upptäckten av Galilei, dock, nästan 150 år skulle gå innan denna himmelska struktur återigen skulle bli föremål för vetenskapliga studier. Thomas Wright från County Durham trodde att stjärnor var ordnade i en platt region som liknar en slipsten, som sträckte sig över hela himlen. För honom, Vintergatan var inget annat än projektionen av denna slipsten. Den tyske filosofen Immanuel Kant grep tag i denna teori – och kom mycket nära att upptäcka sanningen.

I hans General Natural History and Theory of the Heavens, utgiven 1755, han förklarade Vintergatan som ett utsträckt och mycket utspätt lager av stjärnor. Solen, jorden och alla andra planeter var en del av detta lager - men inte i centrum. Beroende på siktlinjen, längs lagrets plan eller vertikalt ut ur det, vi skulle se olika antal stjärnor.

Men hur skulle astronomerna ta reda på om den skenbara utsikten över Vintergatan på himlen återspeglade dess faktiska rumsliga struktur? Stjärnstatistik utarbetad i slutet av 1700-talet av Friedrich Wilhelm Herschel lovade en lösning:Herschel registrerade koordinaterna och ljusstyrkan för alla stjärnor som han kunde se genom sitt teleskop.

Dock, åtagandet misslyckades:förutom opålitligheten i dessa mätningar – t.ex. även om det var möjligt att bestämma stjärnornas skenbara ljusstyrka, det var omöjligt att bestämma deras absoluta ljusstyrka och därmed deras avstånd – det fanns också ett grundläggande problem:Vintergatan är fylld med interstellär materia, gas- och dammmoln som absorberar ljuset från stjärnorna. Detta skymmer sikten över den centrala regionen och gör det omöjligt att se den övergripande strukturen. Av denna anledning, stjärnstatistik kan aldrig omfatta systemet som helhet, men bara området runt solen upp till en radie på cirka 10, 000 ljusår. Genombrottet kom först i mitten av 1900 -talet, när astronomer lärde sig att titta på himlen med andra ögon med hjälp av radioteleskop.

En titt genom dammgardiner

Väte är det vanligaste elementet i universum. Som en del av interstellär materia, neutralt väte (H1) fyller utrymmet mellan stjärnorna, och fyller därmed också Vintergatan. Detta innebär att fördelningen av moln av vätgas spårar formen på hela systemet, liknande det sätt på vilket ben formar människokroppen.

Men hur kan dessa kosmiska "ben" göras synliga? Svaret tillhandahålls av nanouniversum:i grundtillståndet för väte, atomkärnans rotationsriktning och elektronen som kretsar runt den är antiparallell. Om två väteatomer kolliderar, rotationsriktningen för kärnan och elektronen kan vändas för att hamna parallellt med varandra – och efter en viss tid, de återgår till sitt grundläggande antiparallella tillstånd.

Denna process frigör energi, som utstrålas som en elektromagnetisk våg. Denna linje ligger inom radioområdet för det elektromagnetiska spektrumet. Trots den extremt låga densiteten av interstellär materia, atomer kolliderar ständigt, vilket får H 1-områdena att glöda i ljuset av denna vätelinje.

Denna strålning penetrerar dammridåerna nästan obehindrat och kan tas upp av radioteleskop. Tack vare detta nya fönster in i universum, astronomer har kunnat upptäcka Vintergatans spiralstruktur. Dock, på 1970-talet, forskare fann att enbart väte inte var tillräckligt som en indikator på galaxens morfologi eftersom, till exempel, den är mindre koncentrerad i spiralarmarna än väntat. Sökandet började på nytt.

Armar i rörelse

Den viktigaste indikatorn visade sig vara moln av interstellära molekyler; de avger strålning i ljuset av kolmonoxid (CO). Nu började det gradvis bli möjligt att förfina porträttet av Vintergatan. Följaktligen, galaxen (från det grekiska ordet gala:mjölk) är ett böjt hjul, 100, 000 ljusår i diameter och med en tjocklek på bara 5, 000 ljusår. Hjulnavet med sitt svarta hål är omgivet av en sfärisk utbuktning av stjärnor med en inbäddad cigarrformad struktur-ett slags bar.

Runt 15, 000 ljusår från centrum, en ring sträcker sig som också består av damm- och gasmoln, liksom stjärnor. Galaxen kännetecknas av flera armar. De flesta av dem bär namnen på stjärnkonstellationerna där vi observerar dem:Skytten och Perseus armar, Norma och Scutum-Crux Arms, 3-Kiloparsec-armarna och Cygnus-armen.

Vårt solsystem är beläget i Orion Arm, 26, 000 ljusår från centrum och nästan på huvudplanet. Systemet, som innehåller cirka 200 miljarder solar, är omgiven av en sfärisk halo som innehåller tusentals klotformade stjärnhopar och ett sfäriskt område som består av mycket tunn väteplasma. Hela galaxen roterar, med föremål närmare mitten som roterar snabbare, och de längre från mitten roterar långsammare. Kurvan för denna differentialrotation visar oegentligheter som inte kan förklaras av enbart synlig massa.

Här, det är troligt att osynlig mörk materia spelar en roll. Och astronomerna står inför ännu ett problem:trots rotationen, spiralarmarna slappnar inte av, men har behållit sin form i miljarder år. En förklaring till detta är stötvågor som fortplantar sig i hela systemet och packar ihop materien i spiralarmarna som en bilkö på motorvägen. Forskare undrar fortfarande över vad som orsakar dessa densitetsvågor.