Teave

Mis lööb meie galaktikast välja?

Mis lööb meie galaktikast välja?

Selgel ööl on võimalik öötaevas üles vaadata ja näha udust valgusriba, mis ulatub ühest silmapiirist teise. See, mida te näete, on Linnutee keskne ketas, massiline moodustis, mis koosneb tolmust, gaasist ja miljarditest tähtedest.

Tänapäevaste vaatluste põhjal arvavad astronoomid, et Linnutee mõõdab 150,000 kuni 200 000 valgusaastat läbimõõduga ja sisaldab vahemikku 100 ja 400 miljardit tähed. Need tähed, samuti udused tolmu- ja gaasipilved on tihedalt seotud Linnutee keskpunktiga.

Möödunud sajandil mõistsid astronoomid ka seda, et meie galaktika on lihtsalt üks paljudest vaadeldavas universumis (praeguste hinnangute kohaselt võib neid olla nii palju kui 1 või 2 triljonit). Astronoomid on aga ka selle aja jooksul palju teada saanud, mis peitub galaktikate vahel.

Valdavalt on galaktikatevaheline ruum võimalikult lähedal täielikule vaakumile. Kuigi need piirkonnad pole täiesti tühjad, täidavad need piirkonnad tavaliselt vaid jälgi tolmu ja prahti, mis sirguvad hõõgniitidena ühest galaktikast teise.

Astronoomid on aga ka aru saanud, et galaktikate vahel asuvas ruumis on ka palju objekte, mis visatakse galaktikatest üsna regulaarselt välja.

Nende hulka kuuluvad kelmikad planeedid, kelmikad tähed ja võib-olla isegi mõned ülimassiivsed asjad (selle kohta allpool). Nende ekstragalaktiliste objektide olemasolu on viinud meie Universumi kohta üsna huvitavate tõdemusteni.

Pisut kosmilist ajalugu ...

Kõige laiemalt aktsepteeritud kosmoloogiliste teooriate kohaselt algas Universum umbes Suure Pauguga 13,8 miljardit aastaid tagasi. Umbes 100 000 aastat hiljem tekkisid esimesed tähed ürgvesinikust ja heeliumgaasist.

Aja jooksul hakkasid need tähed rühmituma suurteks sfäärilisteks täheparvedeks (teise nimega kerakujulisteks kobarateks). Seejärel tõmbusid need üksteise poole, moodustades esimesed galaktikad, mis hakkasid ilmuma umbes 1 miljard aastat pärast Suurt Pauku (umbes 13 miljardit aastaid tagasi).

Selleks hetkeks oli kujunenud Universumi suuremahuline struktuur, mis hõlmas galaktikaparvi, superparvesid ja neid ühendanud suuri filamente. Pärast seda, kui mitu tähepõlvkonda on sündinud ja surnud, hakkasid kogunema ka raskemad elemendid.

Esimesed tähed moodustati vesinikust ja heeliumist, kuid kui nad olid supernoova saanud, puhuti seest moodustunud metallid kosmosesse. Umbes kuus või seitse miljardit aastat pärast Suurt Pauku oli tähtedevahelises keskkonnas neid elemente piisavalt, et planeedisüsteemid hakkasid tekkima.

Kogu selle aja sündisid uued tähed, planeedisüsteemide kujunemine jätkus ja galaktilised ühinemised toimusid edasi. Arvestades nende tähtsust kosmilisele evolutsioonile, on võib-olla vaja ka natuke selle tausta ...

Galaktilised ühinemised

Põlvkondade vältel on astronoomid mõistnud, et kosmilise ajaloo jooksul on galaktikad ühinemisprotsessi käigus arenenud. See viis järk-järgult kääbusgalaktikad kokku ja moodustasid elliptilised galaktikad, mis järk-järgult kasvasid spiraalgalaktikateks (nagu meie oma).

Alati, kui see juhtus, oleks tulemus olnud pigem kataklüsmiline. See algaks ühinevate galaktikate välimisest piirkonnast, kus nende relvad saaksid kontakti ning tähe ja tolmu ja gaasi pilved vahetuksid.

Tasapisi suruksid galaktikad üksteise sisse ja tihedamad tähekontsentratsioonid puutuksid kokku. Selle tulemusel hävitatakse loodete häirete ja võib-olla isegi tähtede kokkupõrgete tagajärjel paljud tähesüsteemid.

Kunagi ennustavad astronoomid, et Linnutee galaktika põrkab kokku oma lähima naabri, Andromeda galaktikaga (aka Messier 31). See tohutu spiraalgalaktika asub umbes 2,5 miljonit valgusaastat eemal ja on suuruselt võrreldav meie omaga.

Huvitav on see, et see galaktika läheneb Linnuteele umbes kiirusega 482800 km / h (300 000 miili tunnis). Põhineb ESA viimastel tähelepanekutel Gaia observatoorium, mille põhjal astronoomid on osanud aimata meie kahe galaktika edasisi liikumisi, toimub see ühinemine hinnanguliselt umbes 4,5 miljardit aastate pärast.

Rekordiks - see on 1 miljard aastat kauem, kui seni arvati. Milline kergendus, mis? Ja kuigi tsivilisatsioon, nagu me seda teame, on tõenäoliselt juba ammu surnud, võivad kõik sel hetkel asuvad tsivilisatsioonid oma ellujäämise tagamiseks vajada loovust.

Siis jälle ei pruugi nad isegi tähele panna. Põhimõtteliselt võtab protsessi lõpuleviimine sadu miljoneid (või isegi miljardeid) aastaid. Astronoomide sõnul hõlmab see protsess tõenäoliselt viit faasi.

Ajal FaasÜks, Linnutee ja Andromeda lähenevad üksteisele jätkuvalt ning Andromeda kasvab öötaevas aina suuremaks ja heledamaks. Sisse Teine faas, on nad piisavalt lähedal, et hiiglaslikud molekulaarsed pilved nende välimises piirkonnas suruksid kokku ja sünnitaksid uusi erksiniseid tähti, luues uusi tähtkujusid.

Kolmas etapphõlmab tolmu ketas ja tähed, mis iseloomustavad meie galaktikat Andromeda hakkavad lagunema. Kui Andromeda kiigub meie galaktikast mööda, muutub taevas segaseks tolmu, gaasi ja eredate noorte tähtede segadus. Selles faasis lähevad paljud äsja moodustunud massilised tähed supernoovaks, valgustades öist taevast.

Sisse Neljas faas, 100 miljonit aastat pärast Andromeda esimest möödumist kiigub see tagasi ja kaks galaktikat taas ühinevad. See põhjustab molekulaarsete pilvede uuesti kokkusurumise, käivitades veel ühe tähtede moodustumise ja supernoovade vooru. Selle tekitatud tuuled puhuvad ära suure osa järelejäänud gaasist ja tolmust.

Sisse Viies faas, on need kaks galaktikat lõpuks ühendatud ja moodustavad ühe ellipsikujulise galaktika (sageli nimetatud kui "Milkomeda"). Kõik tõendid selle kohta, et Linnutee ja Andromeda eksisteerisid kunagi eraldi galaktikatena, kaovad.

Tähtede levik Andromedas ja Linnuteel tähendab, et tähesüsteemide vaheliste otseste kokkupõrgete võimalus on tühine. Ühinemisprotsess põhjustab siiski tohutuid murranguid kaasatud suurte gravitatsioonijõudude tõttu.

Põhimõtteliselt, kui täheparved või galaktikad ühinevad, tekitab gravitatsiooniline mõju tohutuid loodete jõude. Selle tulemusel luuakse ka massiivsed gravitatsioonilained (GW), mis lainetavad läbi kosmose ja raputavad üles aegruumi.

Veelgi enam, eriti massiivsete galaktikate ühinemisel (mis juhtub siis, kui Andromeda ja Linnutee kokku saavad) vahetatakse palju muud kui ainult gaasi, tolmu ja tähti. Nagu astronoomid teavad alates 1970. aastatest, on enamike massiivsete galaktikate keskpunktides ülimasssiivsed mustad augud (SMBH).

Nii et kui massiivsed galaktikad ühinevad, siis ühinevad ka nende südamike mustad augud. Ka siin mööduvad kaks massiivset keha üksteisest mööda, tiirlevad teatud aja jooksul üksteise ümber ja lõpuks saavad kokku, moodustades ühe SMBH.

Nagu galaktikad ise, pole ka nende valmimise ajaks tõendeid selle kohta, et nad olid kunagi eraldi.

Kuidas siis asjad "petturiteks lähevad"?

Planeetide puhul on protsess suhteliselt lihtne. Varsti pärast seda, kui tähed on sündinud ja planeedisüsteemi moodustanud, võivad kõigi gravitatsiooniliste vastasmõjude tagajärjel tekkida raputused. Need raputused võivad viia ühe või mitme planeedi tähesüsteemist välja viskamiseni.

Hiljutised uuringud näitavad, et see võis juhtuda Päikesesüsteemis umbes 4,5 miljardit aastaid tagasi, põhjustades nii mõnelgi meie planeedil pettuse. Nendest planeetidest oleks saanud osa miljardite populatsioonist, mis tiirlevad otse Linnuteel ega ole seotud ühegi konkreetse tähega.

Kuid mõnel juhul võib planeete tähesüsteemist piisavalt suure jõuga välja visata, et nad lähevad ekstragalaktiliseks. Selliste planeetide tõendid ilmutasid esmakordselt 2018. aastal astrofüüsikud, kes kaudselt jälgisid Linnutee ja galaktika vahel umbes 2000 planeedi populatsiooni 3,8 miljardit valgusaastat ära.

Tähtede osas on protsess, mille kaudu nad kelmiks lähevad, veidi dramaatilisem. Mõnel juhul piisab kahe galaktika (ja nende tuumas olevate SMBH-de) ühinemisest tulenevatest loodete jõududest, et ületada gravitatsiooniline atraktsioon, mis hoiab tähesüsteeme nende galaktikaga seotud.

Selle tulemusel visatakse need tähed ühinevatest galaktikatest välja ja satuvad galaktikate vahelisse ruumi. Astronoom Jack Hills esitas esimesena teooria, et sellised "petturitähed" võivad olemas olla 1988. aastal.

Sellest ajast alates on astronoomid teinud arvukalt avastusi, mis näitavad, et petturitähed on tegelikult üsna tavalised. Mõnel juhul leiti, et nad sõidavad kiirusega üks kümnendik kuni üks kolmandik valguse kiirusest (0,1 kuni 0,33 c).

Võrdluseks liigub valgus konstantsel kiirusel 299 792 458 m / s (1,079 miljonit km / h; 670,6 miljonit miili tunnis). Matemaatikat tehes tähendab see, et need tähed liikusid umbes kiirusega 100 miljonit km / h (67 miljonit miili tunnis) kuni 360 miljonit km / h (223 miljonit miili tunnis).

Need neile uskumatult kiiresti liikuvad tähed saavad tähise hüpervelokulaarsed tähed (HVS), millest esimest täheldasid Harvardi-Smithsoni astrofüüsikakeskuse (CfA) astronoomid 2005. aastal.

Ehkki galaktilised ühinemised on kaalukas põhjus, miks tähed pettuksid ja saavutaksid hüpervälise kiiruse, on taevaste objektide nende vastavatest galaktikatest viskamiseks ka teisi võimalikke mehhanisme.

Näiteks on astronoomid märkinud, et Ambur A * (meie galaktika keskmes olev SMBH) omab tähti, mis tiirlevad selle ümber regulaarselt (näiteks S2). Tugevate gravitatsioonijõudude tõttu on S2 äärmiselt ekstsentriline orbiit ja kiireneb märkimisväärselt, kui see on kõige lähemal Sag A * sündmuste horisondile.

Jack Hillsi tehtud arvutuste ja uuemate uuringute põhjal on astronoomid leidnud, et kui SMBH raskusjõud tõmbaks sisse binaarsüsteemi, võidakse üks kaaslane tabada, samas kui teine ​​visatakse galaktikast täielikult välja.

Tegelikult viitasid Jack Hillsi tehtud algsed arvutused mustade aukude tekkimisele 4 miljonit korda suudaks meie Päikese mass luua selleks vajaliku jõu. Muide, Sag A * on hinnanguliselt vahemikus umbes 4 ja 4,5 miljardit Päikesemassid.

Värskemad vaatlused on leidnud, et ka keskmise massiga mustad augud (MMBH-d) - mille mass on umbes tosin korda suurem kui meie Päikese mass - võiksid selle triki ära teha. Nendel juhtudel oleks tähed võinud välja paisata selle tulemusena, et üks binaarpaari täht läheb supernoovasse ja surub teise tähe galaktikast välja.

Kuid siin saavad asjad tõesti huvitavaks. Mõnede tähelepanekute ja teoreetiliste uuringute kohaselt visatakse ka meie galaktikast (ja teistest) tõeliselt huvitavaid asju.

Planeedid, tähed ja mustad augud!

Kokkuvõtteks visatakse planeedid galaktikatest suhteliselt tihti välja ja levinud on ka hüpervelokulaarsed tähed. Aga kuidas on tervete süsteemidega, kus tähed ja nende ümber tiirlevad planeedid galaktikatest välja visatakse?

Harvardi-Smithsoni astrofüüsikakeskuse (CfA) ning teooria- ja arvutusinstituudi (ITC) teadlaste sõnul on täiesti võimalik, et meie galaktikast väljutatud tähed võiksid oma planeedisüsteeme sõidu ajaks kaasas kanda.

See tähendab, et terved tähesüsteemid võiksid valguse kiiruse osas liikuda ühest galaktikast teise. Veelgi intrigeerivam on võimalus, et mõnes neist planeetidest võib asustada ja et tähed, mille ümber nad on, jõuavad lõpuks teise galaktikani.

Selles suhtes võiksid hüpervelokulaarsed tähed olla üks viis, kuidas elu kogu Universumis levib. Veelgi enam, samad teadlased viitasid sellele, et seal võib Universumis olla veel triljoneid tähti, mis lihtsalt ootavad uurimist.

Nagu professor Abraham Loeb, märkis üks uuringu autoritest:

"Tihedalt seotud planeedid võivad sõitudeks tähtedega liituda. Kiireimad tähed läbivad miljardeid valgusaastaid läbi universumi, pakkudes maavälistele tsivilisatsioonidele põnevat kosmilist teekonda. Varem kaalusid astronoomid võimalust kanda elu päikesesüsteemi planeetide vahel ja võib-olla ka meie Linnutee galaktika kaudu. Kuid see äsja ennustatud tähtede populatsioon võib transportida elu galaktikate vahel kogu universumis. "

Tundub päris friik, mis? Noh, see läheb isegi hullemaks kui see! Järgmine võimalus on nii sügav, et see väärib oma rida:

Supermassiivsed mustad augud!

Sa lugesid seda õigesti. Hiljutiste uuringute kohaselt võivad galaktikate kokkupõrkest tulenevad loodete vastastikused mõjud olla nii intensiivsed, et isegi ülimassiivsed mustad augud (SMBH-d) võivad leida end galaktikatest välja visatud ja petturiteks - olles seeläbi petturitest ülimassiivsed mustad augud (rSMBH-d).

2018. aastal avastasid riikliku raadioastronoomia vaatluskeskuse (NRAO) astronoomid oma arvates galaktikast kaugemale rSMBH. Kasutades NASA Chandra röntgenivaatluskeskuse ja teiste teleskoopide andmeid, märkas meeskond seda galaktikavahelises ruumis umbes 3,9 miljardit valgusaastat Maalt.

Arvestades objekti massi (160 miljonit korda suurem kui meie päikese mass), samuti selle helge röntgenikiirte allkiri, otsustas meeskond, et see peab olema kas SMBH või kahekordne SMBH. Samuti esitasid nad teooria, et tõenäoliselt oli see korraga olnud elliptilise galaktika osa.

Kuna see objekt oli üle 80 korra massiivsem kui Sag A *, oleks seda sisaldanud galaktika pidanud olema väga suur. Veelgi enam, selle väljatõukamise eest vastutav gravitatsioonijõud pidi olema tõeliselt tohutu!

Kõik see lisab kaalu teooriale, et objekt heideti kahe eriti massiivse galaktika ühinemise tagajärjel. Võib vaid ette kujutada, millised astronoomilised jõud (sõnamängu pole). Ja mõte millestki, mis on tohutu ja võimas kosmoses lendamine ... olgem lihtsalt tänulikud, et me pole tema teel!

Kunagi ...

Mida see kõik tähendab kosmoseuuringute jaoks? Noh, kunagi võime õnnestuda üksikasjalikult uurida ekstragalaktilisi tähti ja planeete, umbes samamoodi, nagu eeldame ka päikeseväliste planeetide üksikasjalikku uurimist. Kes teab, mida me võime leida?

Lisaks võime kunagi teada, et meile teadaolev elu (või vajalikud koostisosad) pärines hoopis teisest galaktikast. Tegelikult võivad meil kauged sugulased elada miljardite valgusaastate kaugusel asuvas galaktikas, kes vaatavad tähtede poole ja mõtlevad, kas nende maailmas on intelligentset elu.

Mis puutub hüpervelokulaarsetesse tähtedesse, mis on seal praegu (ja on asustanud nende ümber tiirlevaid planeete), siis võib vaid ette kujutada, milline see peab olema intelligentsete olendite jaoks, kes vahtivad öötaevast. Eeldades, et nad pidasid üksikasjalikku arvestust, mõistaksid nad, et taevas muutus pika aja jooksul.

Ühel poolkeral paistaksid tähed punakad, kuna nad läheksid aina kaugemale. Teises paistavad nad sinisena (blueshift), kuna nad lähenesid. Lõpuks oleks ühe poolkera inimestel selge ülevaade lahkunud galaktikast, teise inimese inimesed aga taipaksid, et nende taevas olev galaktika on aeglaselt suurenemas.

Ja nagu professor Loeb selgitas, võivad inimkonna mõned harud olla veel umbes 4,5 miljardit aastat, siis võivad nad lõpetada sõidu planeedil, mis tiirleb ümber hüpervõlksuse tähe:

"Varem kaalusid astronoomid võimalust kanda elu päikesesüsteemi planeetide vahel ja võib-olla ka meie Linnutee galaktika kaudu. Kuid see äsja prognoositud tähtede populatsioon võib transportida elu galaktikate vahel kogu universumis. Meie järeltulijad võivad kaaluda seonduvat planeedisüsteem, kui Linnutee ühineb mõne miljardi aasta pärast oma sõsargalaktikaga Andromedaga. "

Kui on üks asi, mida Universumi uurimine meile on õpetanud, on selle tõukeks mõned tõeliselt titaanilised jõud. Seega ei tohiks olla üllatav, et mõnikord võivad planeedid, tähed ja isegi mustad augud piljardikuulidena ringi visata!

Ja ometi ei saa jätta hämmastunuks!

  • NASA - Messier 31 (Andromeda galaktika)
  • ESA - Gaia tähistab galaktikate vahel lendavaid tähti
  • NASA - Linnutee juurest saadi ülikiire täht
  • NASA - miks viivad mõned galaktilised ühinemised hukatusse?
  • CfA - hüpervelokulaarsed tähed: Linnutee kiirelt liikuvad pagulused
  • NASA - Hubble paljastab tähtede ilutulestiku, mis kaasneb galaktika kokkupõrkega
  • MNRAS - "Linnutee ja Andromeda kokkupõrge", autor T.J. Cox ja Avi Loeb
  • Universum täna - kui meie galaktika purustatakse andromedasse, mis juhtub meie päikesega?


Vaata videot: Galaktika (Jaanuar 2022).