שביל החלב

שביל החלב
	הדמיית שביל החלב (נאס"א)
נתוני תצפית
קבוצת כוכבים	קשת
שמות נוספים	נהר די-נור
תאריך גילוי	ימי קדם
סוג	גלקסיית מוט ספירלית
סיווג מורפולוגי	SBbc
נטייה	60 מעלות (ביחס למישור המילקה)
מאפיינים פיזיים
בהירות מוחלטת	−20.9
מרחק(השמש ממרכז הגלקסיה)	1,400 ± 26,000 שנות אור; 429.24±7,971.55 פארסק
קוטר	100,000 שנות אור
מסה	‎5.8×1011‎‏ ☉M
מספר כוכבים	‎1×1011‎ עד ‎4×1011‎
הסחה לאדום	552 (מהירות ביחס ליקום) ק"מ/שנייה

שביל הֶחלב היא הגלקסיה שבה נמצאת מערכת השמש ובה כדור הארץ. קוטר הגלקסיה כ-100,000 שנות אור, עוביה כ-1,000 שנות אור, ועל פי הערכות שונות היא מכילה בין 100 מיליארד ל-400 מיליארד כוכבים דוגמת השמש^[1]^[2]^[3]. כוכבי הגלקסיה סובבים את מרכזה במהירות הקרובה ל-220 קילומטרים בשנייה^[4].

כל הכוכבים הנראים מכדור הארץ בשמי הלילה ללא טלסקופ, כ-6,000 באזורים ללא זיהום אור, שייכים לשביל החלב. קצה הגלקסיה אינו מוגדר באופן חד, אלא מוגדר על ידי ריכוז הולך ויורד של כוכבים. ישנן עוד מאות מיליארדי גלקסיות ביקום. הגלקסיות הקרובות ביותר לשביל החלב הן אנדרומדה והמשולש שהן חלק מקבוצת הגלקסיות הנקראת הקבוצה המקומית.

תאוריות שונות לגבי מהות שביל החלב עלו כבר בעת העתיקה. הראשונים ששיערו ששביל החלב מורכב ממספר עצום של כוכבים היה ככל הנראה הפילוסופים היוונים אנכסגורס ודמוקריטוס. לעומתם אריסטו הניח ששביל החלב הוא תופעה אטמוספירית. האסטרונומים המוסלמים בימי הביניים חזרו ואימצו את ההשקפה שמדובר באוסף עצום של כוכבים. הראשון שהוכיח שה"שביל" הלבן אינו אלא אוסף של מספר עצום של כוכבים היה גלילאו גליליי, באמצעות אחד מהטלסקופים הראשונים שייצר. האסטרונום הבריטי תומאס רייט היה הראשון שהניח במאה ה-18 ששביל החלב הוא בצורת דיסק ושמערכת השמש היא חלק ממנו. ויליאם הרשל הוכיח שצורת שביל החלב היא מעין עדשה, העבה יותר במרכז. אדווין האבל היה הראשון שהוכיח, בשנת 1924, ששביל החלב איננה הגלקסיה היחידה ביקום.

מבנה הגלקסיה

כדי להמחיש את גודלה של הגלקסיה: אילו כווצה מערכת השמש לגודלו של מטבע, כי אז קוטר הגלקסיה, מכווץ באותו יחס, היה כרוחבה של יבשת אמריקה הצפונית. כלומר, מסע בין-כוכבי בתוך שביל החלב, ולו רק בין המערכות הקרובות ביותר, יימשך בטכנולוגיה הנוכחית עשרות אלפי שנים.

צורת הדיסקה של שביל החלב גורמת לכך שכוכבים מרוחקים נראים צפופים, כך שנקודות האור שלהם מצטרפות לפס של אור חיוור, שניתן לראותו בעין מכל אזור חשוך די הצורך.

הגלקסיה כולה נעה ביחס למערכת הייחוס של קרינת הרקע הקוסמית במהירות של כ-600 ק"מ בשנייה. גילה מוערך ב-13.2 מיליארד שנה, כלומר היא נוצרה כ-600 מיליון שנה בלבד לאחר המפץ הגדול. הכוכבים בגלקסיה מקיפים את מרכזה במהירות משיקית של כ-220 ק"מ בשנייה, ללא תלות במיקומם. עובדה זו סותרת לכאורה את חוקי הכבידה, ועל כן מניחים שרוב המסה של הגלקסיה היא כזאת שאיננה פולטת או בולעת קרינה אלקטרומגנטית, כלומר על פי ההבנה בעשור השלישי של המאה ה-21, זהו חומר אפל.

במרכז שביל החלב מצוי חור שחור על-מסיבי^[5] שמסתו כמה עשרות מיליוני מסות השמש (בדומה למרכזן של רוב הגלקסיות הספירליות והאליפטיות), אשר סביבו סובבים כל הכוכבים בגלקסיה. השערה זו מתבססת על העובדה שבאזור מרכז הגלקסיה נמדדו כוחות כבידה חזקים, אולם לא נצפה באזור הזה גרם שמיים בעל מסה גדולה מספיק כדי להוות מקור לכוחות אלה. החור השחור נמצא בתוך קשת A*, שהוא מקור של קרינת גלי רדיו.

אזורים חשוכים בשביל החלב, דוגמת ערפילית שק הפחם, הם ענני אבק בין-כוכבי שמסתירים את אור הכוכבים. גלקסיית שביל החלב בולטת בייחוד באזור קבוצת כוכבים קשת - בכיוון זה נמצא מרכז הגלקסיה.

מחקר שפורסם ב־22 במרץ 2024 מעלה את האפשרות כי שתי קבוצות כוכבים מובחנות בתוך גלקסיית שביל החלב הנקראות שיווה ושאקטי, שנוצרו לפני 12–13 מיליארד שנים, לא נוצרו בתוך הגלקסיה אלא "היגרו" אליה ממקום אחר והשתלבו בה. על פי המחקר, ייתכן שזה קרה בימיה הראשונים של גלקסיית שביל החלב, וייתכן שקבוצות אלה הן חלק מאבני הבניין המוקדמות של הגלקסייה. החוקרים התבססו על מידע שהושג על ידי טלסקופ החלל גאיה^[6]^[7].

מערכת השמש

מערכת השמש שבה אנו נמצאים מצויה במרחק כ-26,000 שנות אור ממרכז הגלקסיה, בערך במחצית הדרך בין המרכז לבין שולי הגלקסיה, על ה"זרוע" המורכבת מגז, אבק וכוכבים, הקרויה זרוע אוריון. ביחס לממד הצר של הגלקסיה, השמש נמצאת קרוב למישור של הדיסקה. עובדה זו גורמת לכך ששביל החלב, כפי שהוא נראה בשמים, חוצה את כיפת השמים השלמה לשתי כיפות זהות בקירוב.

זמן ההקפה של השמש את מרכז הגלקסיה הוא כ-200 מיליון שנה.

זרועות

גלקסיית שביל החלב נמנית עם קבוצת הגלקסיות הספירליות, בגלל צורתה הספירלית, והיא כוללת מספר זרועות. הזרועות הן (מהחיצונית פנימה):

זרוע ברבור (Cygnus Arm)
זרוע פרסאוס (Perseus Arm)
זרוע אוריון (Orion Arm), שבה נמצאת מערכת השמש.
זרוע קשת (Sagittarius Arm)
זרוע מגן-קנטאור (Scutum–Centaurus Arm)
זרוע סרגל (Norma Arm) שהיא הזרוע הפנימית ביותר.

סביבת הגלקסיה

לשביל החלב כ-20 גלקסיות לווייניות המקיפות אותו, רובן באותו מישור הקפה הניצב למישור הגלקסיה. בין גלקסיות הלוויין המקיפות את שביל החלב במישור זה נמצאות שתי גלקסיות הלוויין הגדולות ענן מגלן הגדול וענן מגלן הקטן, וכן מספר גלקסיות ננסיות: הגלקסיה הננסית הדובה הקטנה, הגלקסיה הננסית אריה II, הגלקסיה הננסית דרקון, הגלקסיה הננסית תנור, הגלקסיה הננסית סקסטנט והגלקסיה הננסית שדרית. גם הגלקסיה הננסית פסל מקיפה את שביל החלב באותו מישור, אך כיוון התנועה שלה הפוך לכיוון של שאר גלקסיות הלוויין שבמישור זה. גלקסיית הלוויין הקרובה ביותר לשביל החלב, הגלקסיה האליפסואידית הננסית קשת, וגלקסיית הלוויין הרחוקה ביותר משביל החלב, הגלקסיה הננסית אריה I, לא נמצאות במישור זה^[8].

גלקסיית שביל החלב היא חלק מקבוצת גלקסיות המכונה "הקבוצה המקומית", שבה נכללת גם גלקסיית אנדרומדה. קבוצה זו היא אחת מאלפי קבוצות וצבירים בצביר-על הבתולה.

בעוד כ-4 מיליארד שנה עתידות גלקסיית אנדרומדה וגלקסיית שביל החלב להיפגש אחת בשנייה (אנ'), ובתהליך שייקח כשני מיליארד שנה נוספות יתמזגו שתיהן לגלקסיה אחת בעלת ליבה אחת^[9].

שמה של הגלקסיה

מכיוון שאנו צופים בגלקסיה מתוכה, היא נראית בלילות חשוכים ונקיים כמעין שביל לבנבן ומעורפל, ומכאן התקבל שמהּ (דרך היוונית): בימי הביניים כונתה "בקעה חלבית" או "בקעה לַבְנוּנִית"^[10], ובהמשך "הנתיב החלבי"^[11], וכיום "שביל החלב". במקורות יהודיים קדומים מצוין השם "נהר די-נור" (מארמית: נהר של אש)^[12].