NASZE MIEJSCE



Gdzie mieszkamy? Każdy z nas, biorąc pod uwagę ziemskie realia, jest w stanie udzielić odpowiedzi na to pytanie. Możemy wskazać ulicę, miasto, województwo, państwo oraz kontynent. Na obszarze naszej planety takie informacje w zupełności wystarczą. Również ziemskie odległości są dla nas oczywiste i intuicyjne. Wyobrażenie sobie drogi pomiędzy dwoma punktami nie stanowi większego problemu. Jednak z perspektywy kosmosu, Ziemia jest mikroskopijnych rozmiarów obiektem, znajdującym się w równie małym układzie planetarnym. Z takiej perspektywy wszystkie nasze wyobrażenia odnośnie odległości muszą być zdefiniowane na nowo. W kosmosie nie posługujemy się centymetrami, metrami czy kilometrami. Odległości mierzymy w jednostkach astronomicznych, parsekach i latach świetlnych. Odpowiadając na początkowe pytanie, spróbujmy opuścić ziemskie realia i pójść znacznie dalej. Pierwszym krokiem będzie naturalny satelita Ziemi - Księżyc. Znajduje się on w średniej odległości 384 400 kilometrów od nas i jest jedynym ciałem niebieskim, na powierzchni którego stanął człowiek. Oto nasza planeta oglądana z powierzchni Księżyca:


Źródło: NASA


Zdjęcie zostało wykonane przez misję Apollo 8 w dniu 24 grudnia 1968 roku. Ziemia wraz z siedmioma innymi planetami należy do Układu Słonecznego. Wszystkie planety krążą wokół Słońca w następującej kolejności (od najbliższej Słońca): Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun. Ziemia obiega Słońce po orbicie eliptycznej ze średnią prędkością około 30 km/s. Najbliżej Słońca znajduje się 2-go stycznia - w odległości około 147 milionów kilometrów (punkt ten to peryhelium). Najdalej od Słońca znajduje się 3-go lipca i odległość ta wynosi wówczas około 152 miliony kilometrów (punkt ten to aphelium). Średnia odległość Ziemi od Słońca stanowi w astronomii jedną z miar odległości, określaną jako jednostka astronomiczna (skrót au, w języku polskim stosowany jest też j.a.). Jedna jednostka astronomiczna wynosi 149 597 870 700 metrów. W praktyce często przyjmuje się jej wartość przybliżoną: 1 au = 150 milionów kilometrów. Z jednostką astronomiczną powiązana jest inna miara odległości w astronomii - parsek (sktót pc). Jeden parsek to odległość, z której odcinek równy jednej jednostce astronomicznej widoczny jest na niebie jako łuk o długości 1 sekundy kątowej (1 pc = 206 264,8 au). Poniżej znajduje się poglądowy schemat Układu Słonecznego (proporcje rozmiarów i odległości planet nie są zachowane):


Źródło: Solar System Scope


A tak wygląda nasza planeta z okolic Saturna, czyli z odległości prawie półtora miliarda kilometrów:


Źródło: NASA


Powyższe zdjęcie wykonała sonda Cassini w 2013 roku. To z kolei Ziemia oglądana z odległości ponad 6 miliardów kilometrów:


Źródło: NASA


Zdjęcie zostało wykonane w 1990 roku przez sondę Voyager 1, zmierzającą do granic Układu Słonecznego. Co jest dalej? Gdzie znajduje się Układ Słoneczny w jeszcze mniejszej skali? Odpowiedzią jest Droga Mleczna. Droga Mleczna to galaktyka spiralna z poprzeczką, w której oprócz Słońca znajduje się przynajmniej kilkaset miliardów innych gwiazd, w tym wiele z własnymi układami planetarnymi. Droga Mleczna ma średnicę około 100 000 lat świetlnych i grubość około 1000 lat świetlnych. W tym miejscu pojawiła się kolejna miara odległości w astronomii - lata świetlne. Rok świetlny to odległość, jaką światło pokonuje w próżni w ciągu jednego roku (1 rok świetlny = 63 241 au). Układ Słoneczny znajduje się w jednym z mniejszych ramion spiralnych Drogi Mlecznej, znanym jako Ramię Oriona. Słońce położone jest około 27 000 lat świetlnych od centrum Galaktyki i krąży wokół niego z prędkością około 220 km/s. Pełny obrót, czyli rok galaktyczny trwa 225–250 milionów lat. Jasna smuga obserwowana na dostatecznie ciemnym letnim niebie to właśnie centrum naszej Galaktyki. Oto wizualizacja Drogi Mlecznej z zaznaczoną pozycją Układu Słonecznego:


Źródło: NASA


Droga Mleczna wraz z galaktyką Andromedy (odległą od nas o około 2,5 miliona lat świetlnych) i galaktyką Trójkąta (odległą o około 2,9 miliona lat świetlnych) są głównymi elementami Grupy Lokalnej Galaktyk. Oprócz nich do grupy tej należy ponad 50 mniejszych galaktyk. Galaktyki Grupy Lokalnej są ze sobą związane grawitacyjnie i poruszają się w kosmosie jako jedna całość. Grupa Lokalna jest z kolei częścią supergromady galaktyk Laniakea, która ma około 500 milionów lat świetlnych średnicy i zawiera około 100 000 galaktyk. Czy takich grup i gromad galaktyk jest więcej? Czy miejsce jakie Droga Mleczna zajmuje w kosmosie jest wyjątkowe? Czy nasza Galaktyka wyróżnia się w jakiś sposób? Na te pytania najlepiej odpowiada poniższa fotografia:


Źródło: NASA


Obraz pochodzi z kosmicznego teleskopu Hubble'a i zawiera około 10 000 galaktyk. To co jest najbardziej zaskakujące w tej fotografii, to fragment nieba jaki obejmuje. Sfotografowany obszar ma rozmiary kątowe wynoszące jedynie 2,4 na 2,4 minuty. Inaczej mówiąc, fragment nieba pokazany na tej fotografii, odpowiada obszarowi zakrytemu przez główkę szpilki trzymanej metr od naszych oczu. Z tego obrazu płynie wyraźny wniosek. Droga Mleczna jest jedną z setek miliardów galaktyk, a w każdej z nich znajduje się kilkaset miliardów gwiazd, z których spora część może posiadać własne układy planetarne.

Nasz kosmiczny dom nie wyróżnia się niczym szczególnym. We wszechświecie istnieje niezliczona ilość galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej, gwiazd takich jak Słońce i planet przypominających te z naszego Układu Słonecznego.
Marcin Nowakowski
kontakt@blizejkosmosu.pl