Calea Lactee, rar cu denumirea Calea Laptelui, este o galaxie spirală barată din care face parte Sistemul Solar. Văzută de pe Pământ, apare ca o bandă strălucitoare și difuză vizibilă pe cerul nopții format din stele, care nu pot fi distinse în mod individual de către ochiul liber. Termenul Calea Lactee este o traducere a latinescului via lactea, din greaca veche γαλαξίας κύκλος (galaxías kýklos, „cerc lăptos”). De pe Pământ, Calea Lactee apare ca o bandă, deoarece structura sa în formă de disc este privită din interior.

Vârsta sa estimată este mai mare de treisprezece miliarde de ani, perioadă în care a trecut prin mai multe faze evolutive până la atingerea formei sale actuale. Este o galaxie spirală barată cu un diametru între 150.000 și 200.000 de ani-lumină, formată din 100-400 miliarde de stele și peste 100 de miliarde de planete. Sistemul solar este situat pe o rază de aproximativ 27.000 de ani-lumină de Centrul Galactic, pe marginea interioară a brațului Orion și face o rotație completă a galaxiei în aproximativ 240 de milioane de ani. În bara centrală a galaxiei, care are o formă alungită, există o concentrație mare de stele, iar centrul galactic este o sursă radio intensă cunoscută sub numele de Săgetătorul A*, presupusă a fi o gaură neagră supermasivă.

Stelele și gazele aflate la o distanță mare de centrul său galactic se deplasează cu aproximativ 220 km/s față de acest centru. Legile lui Kepler nu pot explica viteza de rotație constantă și s-a sugerat că o mare parte (aproximativ 90%) din masa galaxiei este invizibilă pentru telescoape, care nici nu emite și nici nu absoarbe radiații electromagnetice. Această masă conjecturală a fost denumită „materie întunecată”. Calea Lactee în ansamblu se deplasează cu o viteză de aproximativ 600 km/s în raport cu cadrele de referință extragalactice.

Calea Lactee are mai multe galaxii satelit și face parte din Grupul Local de galaxii, care la rândul lui face parte din Super-roiul de galaxii din Fecioara, care este o componentă a Super-roiului Laniakea.

Etimologie și istoria numelui

Denumirea „Calea Lactee” este o traducere a latinescului via lactea, din grecescul γαλαξίας κύκλος/galaxías kýklos, care înseamnă literalmente „cerc galactic”, „cerc lăptos”. Este unul dintre cele unsprezece cercuri pe care grecii antici le-au identificat pe cer: zodiacul, meridianul, orizontul, ecuatorul, tropicele Capricornului și Racului, cercul arctic, cercul antarctic și cele două coluri care trec prin cei doi poli cerești..

Această denumire își are originea în mitologia greacă: Zeus, dorind ca fiul său Heracle să devină nemuritor, îl pune să sugă de la sânul Herei laptele nemuririi, când aceasta dormea. Trezindu-se, Hera, încearcă să-l smulgă pe Heracle de la sân, lăsând stropi de lapte să se răspândească pe cer într-o dâră albicioasă, formând Calea Lactee.

Cuvântul din greaca veche γαλαξίας/galaxías, format din rădăcina γαλακτ-, derivat din cuvântul γάλα („lapte”), și din sufixul adjectival -ίας, este și rădăcina etimologică a „galaxiei”.

Istoria formării Căii Lactee (arborele său geneaologic) In august 2020 un grup de astrofizicieni germani și englezi de la Universitatea Heidelberg din Germania au prezentat în premieră un „arbore geneaologic“ al Căii Lactee.J.M.D. Kruijssen, J.L. Pfeffer, M. Chevance, A. Bonaca, S. Trujillo-Gomez, N. Bastian, M. Reina-Campos, R.A. Crain, M.E. Hughes: Kraken enthüllt sich - die Fusionsgeschichte der Milchstraße rekonstruiert mit den E-MOSAICS Simulationen, 2020, MNRAS 498, 2472-2491 Cu ajutorul programului sofisticat E-MOSAICS, bazat pe inteligență artificială, ei au reușit să reconstituie istoria formării primordiale a Căii Lactee din numeroasele roiuri sferice (globulare) preexistente în spațiul ocupat ulterior de galaxia noastră. La desăvȃrșirea ulterioară a galaxiei a contribuit apoi absorbția a 15 galaxii mai mici, cu care s-a contopit.

Observații și descoperiri

În Antichitate, primele observații ale cometelor au dat naștere multor mitologii ale Căii Lactee și apoi interpretărilor din filosofia naturală greacă. Parmenide credea că Calea Lactee este un amestec de dens și rar din care s-au desprins Soarele, din partea rară și fierbinte, și Luna, din cea densă și rece.Cf. Aëtius, De plac., II, 7, 1 (fr. A37 DK); II, 20, 8a (fr. A43 DK). Pentru Anaxagora, stelele erau pietre rupte din Pământ și devenite albe din cauza căldurii provocate de mișcarea lor, iar Soarele era o piatră incandescentă mai mare decât Peloponezul. Leucip credea că aștrii cerești erau concentrații umede și noroioase de atomi mișcați de vârtejul universal în care erau prinși, care se uscau pe măsură ce erau purtate în cerc, luând în final foc și formând substanța stelelor încinse datorită vitezei mișcării. Aristotel este primul filosof care consideră cerul și astrele alcătuite din al cincilea element, eterul. În tratatul său De caelo („Despre cer”), Aristotel împarte cosmosul în lumea cerească, compusă din elemente sferice perfecte și lumea sublunară cu obiectele sale imperfecte. În Meteorologicele, el consideră Calea Lactee ca un fenomen atmosferic situat în regiunea sublunară mijlocie.Aristote, Météorologiques, I, 8, 345. Potrivit lui Macrobius, Teofrast, un discipol al lui Aristotel, consideră Calea Lactee drept sutura celor două emisfere care unește și formează sfera cerească; locul unde emisferele se întâlnesc, este, potrivit lui, mai luminos decât în ​​altă parte.Macrobius, Commentaire du songe de Scipion (chapitre XV) lire en ligne. Dar Democrit și Anaxagoras, mult mai vechi, consideră că această luminozitate cerească trebuie să fie produsă de o multitudine de stele, prea mici pentru a le distinge cu ochiul liber. Această concepție stelară despre Calea Lactee a apărut pentru prima dată în India.

Ptolemeu sintetizează 500 de ani de observații în lucrarea sa Almageste scrisă în secolul al II-lea. El oferă un model matematic în care Pământul este în centrul Universului (deci el spune viziunea filosofică a lui Aristotel), iar celelalte obiecte cerești se învârt în jurul său pe căi circulare. Influența aristotelică, grație Almageste-lui, a rămas predominantă în Occident până în secolul al XV-lea. Cu toate acestea, filosoful neoplatonic Olimpiodorus cel Tânăr din secolul al VI-lea respinge această concepție meteorologică prin două argumente principale: planetele trec uneori prin fața Căii Lactee și nu are nici un efect asupra paralaxei..

La începutul secolului al XI-lea, astronomul persan Al-Biruni descrie galaxia ca o colecție de multe stele nebuloase. Alhazen respinge teoria lui Aristotel încercând să observe și să măsoare paralaxa și astfel „a stabilit că, deoarece Calea Lactee nu are paralax, este foarte departe de Pământ și nu aparține atmosferei sale”. La începutul secolului al XII-lea, astronomul andaluz Avempace consideră că Calea Lactee este făcută dintr-un număr mare de stele, dar că refracția atmosferei Pământului îi conferă aspectul de „voal continuu”.

Observarea Căii Lactee, cu ochiul liber, nu permite să se distingă decât o parte foarte mică a stelelor din care este compusă. Cu telescopul său astronomic, Galileo a descoperit în 1610 că Calea Lactee este un „grup de stele minuscule”, dar în mod greșit consideră că nu este alcătuit din gaze. traduit en anglais :

În Opera philosophica & mineralia (1734), filosoful suedez Emanuel Swedenborg susține că galaxiile sunt insule-univers. În 1750, astronomul Thomas Wright, în cartea sa, „O teorie originală sau o nouă ipoteză a universului”, a studiat structura galaxiei și și-a imaginat că aceasta formează un nor aplatizat, un disc împânzit cu stele printre care se află și Soarele. Aspectul Căii Lactee este „un efect optic datorat cufundării Pământului într-un strat plat format din stele cu lumină scăzută”, scrie el. Filosoful Johann Heinrich Lambert a ajuns la concluzii identice în 1761. Într-un tratat din 1755, filosoful Immanuel Kant, bazându-se pe opera lui Wright,Selon speculează corect că Calea Lactee ar putea fi un corp în rotație compus dintr-un număr imens de stele reținute de gravitație, același mod în care Soarele păstrează planetele Sistemului Solar, dar la o scară mult mai mare. . Discul de stele astfel format va fi observat ca o bandă pe cer de pe Pământ (care se află în interiorul discului). De asemenea, el a presupus că nebuloasele, vizibile pe cerul nopții, ar fi „galaxii” similare cu a noastră. El descrie Calea Lactee și „nebuloasele extragalactice” ca „insule-univers”. .

Prima încercare de a descrie forma Căii Lactee și poziția Soarelui în interiorul ei a fost făcută de William Herschel în 1785, contorizând stelele din diferite regiuni ale cerului. El a construit o diagramă care pune Soarele aproape de centrul Căii Lactee.. Le schéma d'Herschel apparaît immédiatement après la dernière page de l'article. Necunoscând distanța stelelor, pentru a-și susține modelul, el presupune cinci ipoteze de bază, dintre care câteva se vor dovedi a fi false: toate stelele au aceeași luminozitate intrinsecă, distanța lor scade proporțional cu magnitudinea aparentă și absența extincției interstelare.

În 1845, William Parsons a construit un telescop mai puternic care a diferențiat galaxiile eliptice de galaxiile spiralate. Instrumentul său face posibilă observarea surselor de lumină distincte în câteva nebuloase, ceea ce confirmă presupunerea lui Kant. .

În 1917, Heber Curtis a observat nova SN 1885A în „Marea nebuloasă Andromeda”. Analizând arhivele fotografice ale Andromedei, el descoperă unsprezece nove și calculează că sunt, în medie, de 10 ori mai puțin luminoase decât cele ale Căii Lactee. Curtis devine un susținător al teoriei insulelor-univers, care spune printre altele că nebuloasele în spirală sunt galaxii independente. În 1920, Harlow Shapley și Heber Curtis au lansat Marea Dezbatere, care privea natura Căii Lactee, nebuloasele în spirală și dimensiunea Universului. Pentru a susține ipoteza că marea nebuloasă Andromeda este o galaxie exterioară, Curtis remarcă prezența unor benzi întunecate care amintesc de norii de praf din Calea Lactee și un efect Doppler mare.

În 1918, Harlow Shapley, studiind distribuția pe sfera cerească a roiurilor globulare, ajunge la imaginea conform căreia galaxia noastră este o structură simetrică pe ambele părți ale discului său vizibil și că centrul ei este situat în direcția constelației Săgetătorul. Astfel, s-a stabilit că Soarele nu poate fi situat în centrul Căii Lactee. Zece ani mai târziu, Bertil Lindblad și Jan Oort au arătat în mod independent că stelele din Calea Lactee se rotesc în jurul centrului, dar într-o rotație diferențială (adică perioada lor orbitală depinde de distanța lor față de centru), și că un roi globular și anumite stele nu se rotesc la aceeași viteză cu discul, ceea ce sugerează puternic o structură în spirală.

Utilizând telescopul Hooker de 2,5 metri al Observatorului Mount Wilson, astronomul Edwin Hubble produce fotografii astronomice care arată stele individuale în părțile exterioare ale câtorva nebuloase spiralate. El descoperă, de asemenea, câteva cefeide, inclusiv una din nebuloasa Andromeda (M31 din catalogul Messier), pe care o folosește ca reper pentru a estima distanța până la nebuloasă; conform calculelor sale, este la 275 kpc de la Soare, prea departe pentru a face parte din Calea Lactee. Tot în anii 1920, a publicat articole care raportau existența altor galaxii. Opera sa pune capăt Marii dezbateri.

Una dintre consecințele Marii Dezbateri este încercarea de a determina natura eliptică sau în spirală a Căii Lactee, care este apoi subiectul a aproximativ patruzeci de modele diferite. Jacobus Kapteyn, folosind un rafinament al metodei Herschel, a propus un model în 1920 ca o galaxie eliptică mică, cu diametrul de 15 kpc, cu Soarele aproape de centru. Punerea în evidență a fenomenului de rotație galactică de Jacobus Kapteyn în 1922 și extincția interstelară de Robert Jules Trumpler în 1930 a dus la dezvoltarea modelului actual de galaxie spirală barată..

Aspect