gov-civil-vilareal.pt¿Dónde se encuentra el Sol en la Vía Láctea?
>Recibo un correo electrónico. La mayoría de las veces, las personas que hacen una pregunta o dos son compatibles con Google (sugerencia), y a veces es una pregunta que tengo que investigar un poco para responder. Me gustan esos, porque significa que puedo aprender algo.
En este caso, Bad Reader Joshua Brown se trataba de la ubicación del Sol en la galaxia. No lo lejos que estamos del centro, lo que sabemos bastante bien ahora (unos 26,700 años luz), sino lo lejos que estamos del plano medio de la galaxia. Nuestra Via Láctea es un disco plano de unos 100.000 años luz de diámetro, pero también de unos 2.000 años luz de espesor. El grosor real es difícil de definir, ya que las estrellas se desvanecen un poco a medida que sube (o baja) del disco, como la atmósfera de la Tierra se adelgaza a medida que aumenta la altitud. Además, ¡el grosor depende de lo que midas!
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Una imagen infrarroja de todo el cielo de la galaxia reasignada de modo que el disco plano de la galaxia atraviese el centro y el centro sea el centro galáctico. Estamos dentro de la galaxia, por lo que esta imagen es como mirar hacia el centro de la galaxia, con el disco extendiéndose detrás de nosotros. El norte galáctico está arriba y el plano medio corta exactamente la mitad del disco. Crédito: 2MASS / UMass / IPAC-Caltech / NASA / NSF
En realidad, hay dos discos en la galaxia: un disco grueso y un disco delgado , con el disco delgado justo en el medio del grueso. Imagina que la galaxia es un pastel de dos capas con glaseado entre las capas. El glaseado es el disco delgado y el bizcocho es el grueso. Si las dos capas de esponja tienen exactamente la misma altura, entonces el plano medio galáctico cortaría horizontalmente exactamente a través del centro de la capa de glaseado entre ellas. Para darle una idea de la escala, si la torta tiene 10 cm de alto (el grosor de arriba a abajo del disco grueso), entonces para escalar con la Vía Láctea, la torta en sí sería un círculo de 5 metros de diámetro. Es un pastel plano y muy ancho. La capa de glaseado en el medio que representa el disco delgado tendría aproximadamente 4 cm de grosor, ¡que es una capa de glaseado gruesa!).
Además, a esta escala, el Sol estaría a 1,3 metros del centro, aproximadamente a la mitad del centro al borde.
Pero donde esta verticalmente en el pastel? ¿Justo en el centro de esa capa de glaseado, o un poco hacia arriba o hacia abajo?
El mapa más actual de la Vía Láctea se muestra en la representación de un artista. El Sol está directamente debajo del centro galáctico, cerca de Orion Spur. Los brazos de Scutum-Centaurus se extienden hacia la derecha y arriba, yendo detrás del centro hacia el lado lejano. El maser observado está casi directamente opuesto al Sol desde el centro en el brazo S-C, a 65.000 años luz de distancia. Crédito: NASA / JPL-Caltech / R. Herido (SSC / Caltech)
Ese número ha sido difícil de determinar. Pero en 2016, un par de astrónomos buscaron averiguar la orientación de la galaxia en el espacio. Si es un disco plano, entonces el eje de ese disco apunta a un lugar determinado en el cielo. Su objetivo era encontrar ese lugar , pero como subproducto también obtuvieron una medida del desplazamiento del Sol desde el plano medio. Su resultado es que estamos a unos 55 años luz al norte de ese plano (donde 'norte' está hacia norte galáctico , que se encuentra en la constelación de Coma Berenices). Sin embargo, su estimación tiene una gran incertidumbre de unos 16 años luz, pero incluso con eso ciertamente estamos al norte del plano medio.
¡Midieron esto midiendo realmente la dirección hacia el polo norte galáctico! Utilizaron un montón de 'trazadores' diferentes para el disco, objetos o grupos de objetos que trazan la forma del disco de la Vía Láctea. Luego observan la distribución de estos objetos en el disco, dejando que eso defina el plano de la galaxia en sí. Una vez que tienen eso, pueden aplicar algo de geometría para encontrar el polo de ese plano (piense en ello como la dirección en la que se enfrenta ese plano).
Lo hacen de dos maneras: una es 'sin restricciones', donde solo usan esos trazadores para obtener la geometría. La otra forma es 'restringida', donde obligan al centro de la galaxia a ser la ubicación de nuestro agujero negro supermasivo central, Sgr A *. Estos dos métodos producen respuestas ligeramente diferentes, que atribuyen a que el Sol no está exactamente en el medio del plano del disco. Cuando tienen en cuenta eso, obtienen el número de 55 años luz.
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Un esquema de la trayectoria del Sol alrededor de la Vía Láctea a medida que sube y baja del plano galáctico varias docenas de años luz. La escala del movimiento vertical está muy exagerada. Crédito: Chris Setter / Phil Plait
Coooool. Por cierto, el Sol orbita el centro de la galaxia (llamado el año galáctico y a veces el año cósmico ) cada doscientos millones de años terrestres , pero mientras lo hace, se balancea hacia arriba y hacia abajo con respecto al disco. Cuando está por encima del plano medio del disco, la gravedad de los miles de millones de estrellas combinadas lo empuja hacia abajo, por lo que vuelve a caer, pasa a través del plano medio y luego cae a unas docenas de años luz por debajo del disco, que luego lo empuja hacia arriba, y el proceso se repite. Ahora mismo todavía estamos en camino . El ciclo tarda unos 60 millones de años en completarse una vez.
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¡Ahí vas! Sabía que no estábamos en el plano medio exactamente, pero no sabía cuánto estábamos fuera, o cómo se medía eso. Ahora lo hago. Ojalá que ahora tú también lo hagas.
Mi agradecimiento a Joshua Samuel Brown ( @josambro en Twitter) por hacer la pregunta en primer lugar.
Corrección (2 de octubre de 2019): Obtener el grosor de los discos delgados y gruesos es un poco complicado; los números que usé originalmente eran demasiado pequeños. El curso en línea de Astronomía de Swinburne los enumera con alturas de escala de 400 y 1,000 años luz, respectivamente, lo que me suena bastante bien. 'Escala de alturas' Hay una lata completa de gusanos para abrir aquí, pero si tiene algo que se vuelve más delgado o menos denso con la altura (como la atmósfera de la Tierra), la altura de la escala es donde su densidad cae en un factor de 1 / e, donde e es el base del logaritmo natural, alrededor de 2,7. Así que sí, es un poco complicado. Entonces, el pastel es una analogía, pero es sólido, por lo que no funciona muy bien cuando profundizas en los detalles (lo cual es cierto para todas las analogías). El punto: el disco grueso es más grueso que el disco delgado, ¡y la torta es realmente ancha en comparación con ambos!
