Widzimy zaledwie cień galaktyki. To największa tajemnica Drogi Mlecznej

Galaktyka pełna tajemnic

Gdy spoglądamy w nocne niebo, widzimy setki gwiazd, ale to zaledwie niewielki fragment tego, co naprawdę skrywa nasza galaktyka. Struktura Drogi Mlecznej to rozległy, spiralny układ, którego częścią jesteśmy także my sami. Choć badamy ją od lat, wciąż pozostaje pełna tajemnic. Jedna z największych zagadek? To, ile gwiazd naprawdę się w niej znajduje.

„Najczęściej podawaną liczbą jest około 200 miliardów gwiazd. Niektóre źródła wciąż podają niższą wartość, zaledwie 100 miliardów, podczas gdy inne preferują wyższą: być może nawet 400 miliardów” – pisze astrofizyk Ethan Siegel w artykule dla portalu Big Tech.

Skąd taki rozrzut? Główny problem polega na tym, że nie widzimy całej Drogi Mlecznej – przynajmniej nie w sposób bezpośredni. Gdy patrzymy w kierunku centrum galaktyki, nasz widok blokują chmury gazu i pyłu. To trochę tak, jakby próbować ocenić liczbę samochodów na autostradzie, patrząc przez gęstą mgłę. Nawet jeśli słyszymy ich dźwięki i widzimy światła, nie będziemy w stanie oszacować ich liczby, nawet w przybliżeniu.

Polecamy: Niewiarygodne odkrycie. Teoria grawitacji do poprawy?

Struktura Drogi Mlecznej wciąż jest nieznana

Większość światła gwiazdowego w zakresie widzialnym jest tłumiona przez obłoki pyłu międzygwiezdnego. Tworzą go drobinki materii, głównie węgla, krzemu, tlenu i innych pierwiastków, które unoszą się w przestrzeni między gwiazdami. Powstają one głównie w końcowych etapach życia gwiazd, kiedy te wyrzucają z siebie zewnętrzne warstwy, na przykład podczas wybuchów supernowych. Z biegiem czasu pył miesza się z gazem i tworzy obłoki materii, z których mogą rodzić się nowe gwiazdy i planety. To wszystko jest częścią struktury naszej Drogi Mlecznej.

Aby zajrzeć przez tę kosmiczną zasłonę, astronomowie korzystają z obserwacji w podczerwieni i fal radiowych – tam pył już nie tłumi światła tak skutecznie. Im dłuższa fala, tym większa szansa, że przebije się ona przez przesłaniający obraz pył.

„Ziarna pyłu są porównywalne rozmiarem z długością fal światła widzialnego. Dlatego skutecznie je blokują, ale są prawie przezroczyste dla fal radiowych czy podczerwonych” – tłumaczy Siegel.

Dzięki temu możemy dostrzec struktury galaktyki, takie jak spiralne ramiona, wybrzuszenie centralne czy dysk galaktyczny. Ale nawet w ten sposób nie widzimy wszystkich gwiazd.

Przeczytaj również: Na wiosennym niebie będzie się działo. Spójrz w górę

Mierzymy światło, nie liczymy gwiazd

Skoro nie da się zobaczyć każdej gwiazdy, naukowcy sięgają po inne metody. Mierzą całkowitą ilość światła generowanego przez Drogę Mleczną, a następnie, na podstawie znanych właściwości gwiazd, szacują, ile obiektów potrzeba, by uzyskać taki strumień świetlny.

Ta metoda sprawdza się w przypadku gwiazd podobnych do Słońca lub jaśniejszych. Ale największy problem stanowią czerwone karły – najliczniejsza grupa gwiazd w galaktyce. Choć jest ich najwięcej, to pojedyncze gwiazdy emitują bardzo mało światła. Jednak te czerwone karły również są ważną częścią struktury galaktyki.

Najlepszy przykład to Proxima Centauri. To najbliższa Słońcu gwiazda, a mimo to nie widać jej gołym okiem. Jest tak słaba, że potrzebowalibyśmy 20 tysięcy takich jak ona, by osiągnęła jasność naszego Słońca w zakresie światła widzialnego.

Struktura Drogi Mlecznej w obiektywie sondy Gaia

W 2013 roku Europejska Agencja Kosmiczna rozpoczęła misję sondy Gaia, której celem jest precyzyjne mierzenie pozycji, ruchów i odległości do blisko dwóch miliardów gwiazd. Dzięki tym danym udało się stworzyć najdokładniejszy obraz tego, jak wygląda struktura Drogi Mlecznej. To przełom w poznawaniu naszej galaktyki.

Na podstawie danych z Gai oszacowano, że masa wszystkich gwiazd w naszej galaktyce wynosi około 50,4 miliarda mas Słońca, z marginesem błędu sięgającym 10 proc. Co ciekawe, ilość emitowanego światła odpowiada aż 180 miliardom Słońc. To efekt tego, że choć rzadkie, to właśnie najjaśniejsze i najbardziej masywne gwiazdy mają największy wpływ na całkowity strumień świetlny, jaki generuje struktura Drogi Mlecznej.

Wiemy dużo, ale wciąż za mało

Choć misja Gaia dostarczyła bezprecedensowej ilości danych, nadal nie widzimy wszystkiego, zwłaszcza najmniejszych i najciemniejszych gwiazd. Jak pokazują badania międzynarodowej grupy astronomów RECONS (REsearch Consortium On Nearby Stars), nawet w promieniu 10 parseków (czyli 33 lat świetlnych) od Ziemi wciąż odkrywamy nowe, słabo świecące gwiazdy.

To właśnie one, choć małe i ciemne, prawdopodobnie stanowią większość w Drodze Mlecznej. Ale dopóki nie nauczymy się ich precyzyjnie identyfikować, dokładna liczba gwiazd w naszej galaktyce pozostanie nieznana.

Czy kiedyś je policzymy?

Na razie musimy pogodzić się z dużą rozpiętością szacunków. Być może przyszłe misje kosmiczne, jeszcze dokładniejsze niż Gaia, pozwolą zawęzić ten zakres. Ale fakt, że wciąż nie wiemy, ilu mamy „sąsiadów” w galaktyce, wiele mówi o ogromie kosmosu… i naszych wciąż niewielkich możliwościach. To wszystko pokazuje, jak skomplikowana jest struktura Drogi Mlecznej.

Polecamy: Taki kształt ma Droga Mleczna. Odkrycie go zajęło naukowcom lata