ทางช้างเผือก

ดาราจักรทางช้างเผือกคือดาราจักรแบบกังหันมีคานซึ่งเป็นที่ตั้งของระบบสุริยะและโลกของเรา โครงสร้างหลักประกอบด้วยจานดาราจักรที่แบนราบ นิวเคลียสโป่งพองตรงกลาง และมีแขนกังหันยื่นออกมา

บริเวณใจกลางของดาราจักรเป็นที่ตั้งของหลุมดำมวลยวดยิ่งที่เรียกว่าซาจิททาเรียสเอสตาร์ หลุมดำนี้มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ประมาณสี่ล้านเท่าและแผ่รังสีคลื่นวิทยุออกมาอย่างรุนแรง จานดาราจักรมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณหนึ่งแสนปีแสงและมีความหนาที่ค่อนข้างบางเมื่อเทียบกับความกว้าง โครงสร้างจานนี้เต็มไปด้วยดาวฤกษ์ ก๊าซ และฝุ่นคอสมิกจำนวนมหาศาลที่โคจรรอบจุดศูนย์กลาง ระบบสุริยะของเราตั้งอยู่บนแขนกังหันย่อยนายพรานซึ่งห่างจากใจกลางดาราจักรประมาณสองหมื่นหกพันปีแสง การโคจรรอบศูนย์กลางดาราจักรของดวงอาทิตย์ใช้เวลาประมาณสองร้อยสามสิบล้านปีต่อหนึ่งรอบหรือที่เรียกว่าปีดาราจักร บริเวณนิวเคลียสที่โป่งพองส่วนใหญ่ประกอบด้วยดาวฤกษ์ที่มีอายุมากและมีการกระจายตัวอย่างหนาแน่น รอบนอกของจานดาราจักรถูกล้อมรอบด้วยกลดดาราจักรซึ่งมีลักษณะเป็นทรงกลมขนาดใหญ่ที่ทอดตัวออกไป กลดดาราจักรนี้เป็นที่อยู่ของกระจุกดาวทรงกลมซึ่งเป็นกลุ่มดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุดในระบบทางช้างเผือก สิ่งที่สำคัญที่สุดคือทางช้างเผือกถูกยึดเหนี่ยวไว้ด้วยกลดสสารมืดซึ่งมีมวลมากกว่าสสารปกติที่เรามองเห็นได้ สสารมืดไม่ทำอันตรกิริยากับแสงแต่สามารถรับรู้ได้ผ่านผลกระทบทางแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อดาวฤกษ์บริเวณขอบนอก กราฟความเร็วการหมุนของดาวฤกษ์ที่ขอบดาราจักรเป็นหลักฐานสำคัญที่ช่วยยืนยันการมีอยู่ของมวลสารมืดนี้ การก่อตัวของทางช้างเผือกเชื่อว่าเกิดจากการยุบตัวของเมฆก๊าซขนาดมหึมาและการรวมตัวกับดาราจักรขนาดเล็ก ในปัจจุบันทางช้างเผือกยังคงมีปฏิสัมพันธ์ทางแรงโน้มถ่วงและดึงดูดมวลสารจากดาราจักรแคระบริวารที่อยู่ใกล้เคียง ในทางพลศาสตร์คาดการณ์ว่าทางช้างเผือกจะเคลื่อนที่เข้าชนและรวมตัวกับดาราจักรแอนโดรเมดาในอนาคต การชนกันครั้งนี้จะเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางจลนศาสตร์และก่อให้เกิดดาราจักรใหม่ที่มีรูปทรงรีขนาดใหญ่ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์อาศัยข้อมูลเชิงตำแหน่งและความเร็วของดาวฤกษ์ในการสร้างแผนที่สามมิติของดาราจักร การศึกษาพลศาสตร์และโครงสร้างของทางช้างเผือกจึงเป็นพื้นฐานสำคัญในการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของเอกภพ