Tiedot

Mikä potkaistaan ​​ulos galaksistamme?

Mikä potkaistaan ​​ulos galaksistamme?

Selkeänä yönä on mahdollista katsoa ylös yön taivaalle ja nähdä sumea valonsäde, joka ulottuu horisontista toiseen. Se, mitä näet, on Linnunradan keskuslevy, massiivinen muodostuma, joka koostuu pölystä, kaasusta ja miljardeista tähdistä.

Tähtitieteilijät arvioivat nykyaikaisten havaintojen perusteella, että Linnunrata mittaa 150,000 että 200 000 valovuotta halkaisijaltaan ja sisältää välillä 100 ja 400 miljardia tähtiä. Nämä tähdet samoin kuin sumuiset pöly- ja kaasupilvet ovat tiukasti sidottuina Linnunradan keskustaan.

Viime vuosisadalla tähtitieteilijät tajusivat myös, että galaksimme on vain yksi monista havaittavissa olevassa maailmankaikkeudessa (nykyisten arvioiden mukaan niitä voi olla jopa 1 tai 2 biljoonaa). Tähtitieteilijät ovat kuitenkin oppineet paljon siitä, mitä galaksien välillä on myös tuona aikana.

Suurimmaksi osaksi galaktisten alueiden välinen tila on niin lähellä kuin täydelliseen tyhjiöön pääsee. Vaikka nämä alueet eivät olekaan täysin tyhjiä, ne ovat yleensä täynnä vain pieniä määriä pölyä ja roskia, jotka venyvät filamentteina galaksista toiseen.

Tähtitieteilijät ovat kuitenkin huomanneet, että galaksien välissä olevassa tilassa on myös paljon esineitä, jotka potkaistaan ​​galaksista melko säännöllisesti.

Näitä ovat kelmi-planeetat, rogue-tähdet ja ehkä jopa muutama supermassiivinen asia (lisää tästä alla). Näiden ekstragalaktisten esineiden olemassaolo on johtanut melko mielenkiintoisiin oivalluksiin maailmankaikkeudestamme.

Pieni kosminen historia ...

Yleisimmin hyväksyttyjen kosmologisten teorioiden mukaan maailmankaikkeus alkoi karkeasti Suuresta Bangista 13,8 miljardia vuosia sitten. Noin 100 000 vuotta myöhemmin ensimmäiset tähdet muodostuivat alkuperäisestä vedystä ja heliumkaasusta.

Ajan myötä nämä tähdet alkoivat ryhmittyä suuriksi pallomaisiksi tähtijoukoiksi (alias pallomaisiksi ryhmiksi). Sitten nämä painivat toisiaan kohti muodostaen ensimmäiset galaksit, jotka alkoivat näkyä noin 1 miljardi vuotta alkuräjähdyksen jälkeen (noin 13 miljardia vuosia sitten).

Tähän mennessä maailmankaikkeuden laajamittainen rakenne oli muodostunut, joka sisälsi galaksiryhmät, superjoukot ja suuret filamentit, jotka yhdistivät niitä. Sen jälkeen kun useita tähtien sukupolvia oli syntynyt ja kuollut, myös raskaampia elementtejä alkoi kerääntyä.

Ensimmäiset tähdet muodostuivat vedystä ja heliumista, mutta kun ne menivät supernovaksi, sisällä muodostuneet metallit puhallettiin avaruuteen. Noin kuusi tai seitsemän miljardia vuotta alkuräjähdyksen jälkeen tähtienvälisessä väliaineessa oli tarpeeksi näitä elementtejä, joita planeettajärjestelmät alkoivat muodostua.

Koko ajan syntyi uusia tähtiä, planeettajärjestelmien muodostumista jatkettiin ja galaktisia sulautumisia jatkui. Kun otetaan huomioon niiden merkitys kosmisen evoluution kannalta, tarvitaan ehkä myös vähän tätä taustaa ...

Galaktiset sulautumat

Tähtitieteilijät ovat sukupolvien ajan ymmärtäneet, että kosmisen historian aikana galaksit ovat kehittyneet sulautumisprosessin kautta. Tämä sai vähitellen kääpiögalaksit yhdistymään muodostamaan elliptisiä galakseja, joista vähitellen kasvoi spiraaligalaksit (kuten omamme).

Aina kun tämä tapahtui, tulos olisi ollut melko katastrofaalinen. Se alkaisi sulautuvien galaksien ulommilla alueilla, missä niiden aseet olisivat kosketuksissa ja tähtiä ja pöly- ja kaasupilviä vaihdettaisiin.

Vähitellen galaksit työntyvät toisiinsa ja tiheämmät tähtipitoisuudet koskettavat. Tämän seurauksena monet tähtijärjestelmät tuhoutuisivat vuorovesihäiriöiden ja ehkä jopa tähtien välisten törmäysten kautta.

Jonain päivänä tähtitieteilijät ennustavat, että Linnunradan galaksi törmää lähimpään naapuriinsa Andromeda-galaksiin (alias Messier 31). Tämä massiivinen spiraaligalaksi on noin 2,5 miljoonaa valovuotta pois ja on kooltaan verrattavissa omiin.

Kiinnostavaa kyllä, tämä galaksi lähestyy Linnunradaa karkeasti 482800 km / h (300000 mph). Perustuu Euroopan valvontaviranomaisten uusimpiin havaintoihin Gaian observatorio, josta tähtitieteilijät ovat voineet ennakoida kahden galaksimme tulevaisuuden liikkeitä, tämän sulautumisen arvioidaan tapahtuvan noin 4,5 miljardia vuoden päästä.

Sillä on ennätys 1 miljardi vuotta pidempään kuin aiemmin luultiin. Mikä helpotus, vai mitä? Ja vaikka tiedämme, että sivilisaatio on todennäköisesti kuollut tässä vaiheessa, kaikkien tällä hetkellä olevien sivilisaatioiden on ehkä luovuttava selviytymisen varmistamiseksi.

Sitten taas, he eivät ehkä edes huomaa. Pohjimmiltaan prosessin loppuun saattaminen kestää satoja miljoonia (tai jopa miljardeja) vuosia. Tähtitieteilijöiden mukaan prosessiin liittyy todennäköisesti viisi vaihetta.

Aikana VaiheYksi, Linnunrata ja Andromeda lähestyvät edelleen toisiaan ja Andromeda kasvaa yhä suuremmaksi ja kirkkaammaksi yötaivaalla. Sisään Toinen vaihe, ne ovat tarpeeksi lähellä, että jättiläismolekyylipilvet niiden ulkorajoilla puristuvat ja synnyttävät kirkkaan sinisiä uusia tähtiä, jotka luovat uusia tähtikuvioita.

Kolmas vaihesisältää pöly- ja tähtikiekon, jotka luonnehtivat galaksiamme Andromeda alkavat hajota. Kun Andromeda heiluttaa galaksimme ohi, taivaasta tulee sekaisin pölyä, kaasua ja kirkkaita nuoria tähtiä. Tässä vaiheessa monet äskettäin muodostetuista massiivisista tähdistä menevät supernovaksi, mikä valaisee yötaivasta.

Sisään Neljäs vaihe, 100 miljoonaa vuotta sen jälkeen, kun Andromeda tekee ensimmäisen ohituksensa, se kääntyy takaisin ja kaksi galaksia sulautuvat jälleen. Tämä aiheuttaa molekyylipilvien puristumisen uudelleen, mikä laukaisee uuden tähtien muodostumisen ja supernoovien kierroksen. Tämän aiheuttamat tuulet puhaltavat suuren osan jäljellä olevasta kaasusta ja pölystä.

Sisään Viides vaihe, nämä kaksi galaksia on vihdoin yhdistetty ja muodostavat yhden elliptisen galaksin (jota kutsutaan usein "Milkomedaksi"). Kaikki todisteet siitä, että Linnunrata ja Andromeda olivat kerran olemassa erillisinä galakseina, katoavat.

Tähtien jakautuminen Andromedassa ja Linnunradalla tarkoittaa, että mahdolliset suorat törmäykset tähtijärjestelmien välillä ovat vähäiset. Sulautumisprosessi aiheuttaa kuitenkin edelleen massiivisen mullistuksen johtuen pelkistä painovoimista.

Pohjimmiltaan aina, kun tähtijoukot tai galaksit sulautuvat, painovoima vaikuttaa valtaviin vuorovesivoimiin. Se johtaa myös massiivisten gravitaatioaaltojen (GW) luomiseen, jotka aaltoilevat kosmoksen läpi ja ravistavat avaruutta.

Lisäksi, kun erityisen massiiviset galaksit sulautuvat (mikä tapahtuu, kun Andromeda ja Linnunrata yhdistyvät), paljon muuta kuin vain kaasua, pölyä ja tähtiä vaihdetaan. Kuten tähtitieteilijät ovat tienneet 1970-luvulta lähtien, useimpien massiivisten galaksien keskuksissa on supermassiivisia mustia aukkoja (SMBH).

Joten kun massiiviset galaksit sulautuvat, niin myös ytimessä olevat mustat aukot. Tässäkin kaksi massiivista elintä ohittavat toisensa, kiertävät toisiaan jonkin aikaa ja lopulta muodostavat yhdessä muodostaen yhden SMBH: n.

Kuten galaksit itse, siihen mennessä, kun ne ovat valmiit, ei ole näyttöä siitä, että ne olisivat olleet erillään.

Joten miten asiat "menevät roistoon"?

Planeettojen tapauksessa prosessi on suhteellisen yksinkertainen. Pian sen jälkeen, kun tähdet ovat syntyneet ja muodostaneet planeettajärjestelmän, ravisteluja voi tapahtua kaikkien gravitaatiovaikutusten seurauksena. Nämä ravistelut voivat jopa johtaa yhden tai useamman planeetan potkimiseen tähtijärjestelmästä.

Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että tämä on saattanut tapahtua aurinkokunnassa noin 4,5 miljardia vuosia sitten, mikä sai jotkut planeettamme ryöstämään. Näistä planeetoista olisi tullut osa miljardiryhmää, joka kiertää Linnunradaa suoraan eikä ole sidottu mihinkään tiettyyn tähteen.

Mutta joissakin tapauksissa planeetat voidaan ajaa tähtijärjestelmästä riittävällä voimalla, jotta ne menevät ekstragalaktiseen. Todisteet tällaisista planeetoista paljastivat ensimmäisen kerran vuonna 2018 astrofyysikot, jotka epäsuorasti havaitsivat Linnunradan ja galaksin välillä noin 2000 planeetan väestön 3,8 miljardia valovuotta pois.

Tähtien osalta prosessi, jonka kautta he ryöstävät, on hieman dramaattisempi. Joissakin tapauksissa kahden galaksin (ja niiden ytimessä olevien SMBH: n) sulautumisesta aiheutuvat vuorovesivoimat ovat riittäviä voittamaan gravitaatiovoima, joka pitää tähtijärjestelmät sitomassa galaksiaan.

Tämän seurauksena nämä tähdet syrjäytyvät sulautuvista galakseista ja joutuvat galaktien väliseen avaruuteen. Tähtitieteilijä Jack Hills esitti ensimmäisenä teorian siitä, että tällaisia ​​"kelmi-tähtiä" voisi olla olemassa vuonna 1988.

Siitä lähtien tähtitieteilijät ovat tehneet lukuisia löytöjä, jotka osoittavat, että kelmi-tähdet ovat itse asiassa melko yleisiä. Joissakin tapauksissa heidän todettiin kuljettavan nopeudella kymmenesosa - kolmasosa valon nopeudesta (0,1 - 0,33 c).

Vertailun vuoksi valo kulkee vakionopeudella 299792458 m / s (1,079 miljoonaa km / h; 670,6 miljoonaa mph). Matematiikan tekeminen tarkoittaa, että nämä tähdet liikkuivat noin nopeudella 100 miljoonaa km / h (67 miljoonaa mph) 360 miljoonaa km / h (223 miljoonaa mph).

Nämä uskomattoman nopeasti liikkuvat tähdet heille saavat nimityksen hypervelocity stars (HVS), joista ensimmäisen havaitsivat Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksen (CfA) tähtitieteilijät vuonna 2005.

Vaikka galaktiset sulautumiset ovat pakottava syy siihen, miksi tähdet tekisivät roistoa ja saavuttaisivat hypervelocity-nopeudet, on olemassa muita mahdollisia mekanismeja taivaankappaleiden heittämiseksi vastaavista galakseistaan.

Esimerkiksi tähtitieteilijät ovat huomanneet, että Jousimies A *: lla (SMBH galaksimme keskellä) on tähtiä, jotka kiertävät sitä säännöllisesti (kuten S2). Voimakkaiden painovoimien takia S2: llä on erittäin epäkeskinen kiertorata ja kiihtyy huomattavasti, kun se on lähinnä Sag A *: n tapahtumahorisonttia.

Jack Hillsin tekemien laskelmien ja tuoreempien tutkimusten perusteella tähtitieteilijät ovat havainneet, että jos SMBH: n painovoima vetää binäärisen järjestelmän, toinen seuralainen saatetaan vangita, kun taas toinen erotetaan galaksista kokonaan.

Itse asiassa juuri Jack Hillsin tekemät alkuperäiset laskelmat ehdottivat mustia aukkoja 4 miljoonaa kertaa aurinkomme massa pystyy tuottamaan tarvittavan voiman sen tekemiseksi. Muuten Sag A *: n arvioidaan olevan noin 4 ja 4,5 miljardia Aurinkomassat.

Tuoreemmat havainnot ovat havainneet, että keskisuuret mustat aukot (MMBH) - joiden määrä on noin tusina kertaa aurinkomme massa - voivat myös tehdä temppu. Näissä tapauksissa tähdet olisi voitu laukaista seurauksena, että yksi binääriparin tähti menee supernovaan ja työntää toisen tähden ulos galaksista.

Mutta täällä asiat muuttuvat todella mielenkiintoisiksi. Joidenkin havaintojen ja teoreettisten tutkimusten mukaan myös galaksistamme (ja toisista) heitetään joitain todella mielenkiintoisia asioita.

Planeetat, tähdet ja mustat aukot!

Lyhyesti sanottuna, planeetat potkutaan ulos galakseista suhteellisen usein ja myös hypervelocity-tähdet ovat yleisiä. Mutta entä kokonaiset järjestelmät, joissa tähdet ja niiden ympärillä olevat planeetat potkutaan ulos galakseista?

Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksen (CfA) ja Teoria- ja laskentainstituutin (ITC) tutkijoiden mukaan on täysin mahdollista, että galaksistamme poistetut tähdet voisivat kuljettaa planeettajärjestelmiään matkan ajaksi.

Tämä tarkoittaa, että kokonaiset tähtijärjestelmät voisivat kulkea galaksista toiseen osalla valon nopeutta. Vielä mielenkiintoisempi on mahdollisuus, että joillakin näistä planeetoista voisi olla asutusta ja että tähdet, joiden ympärillä kiertää, pääsisivät lopulta toiseen galaksiin.

Tässä suhteessa hypervelocity-tähdet voivat olla yksi tapa, jolla elämä leviää kaikkialle maailmankaikkeuteen. Lisäksi samat tutkijat ilmoittivat, että siellä voi olla biljoonia näitä tähtiä maailmankaikkeudessa, jotka vain odottavat tutkintaa.

Kuten professori Abraham Loeb, yksi tutkimuksen tekijöistä totesi:

”Tiiviisti sidotut planeetat voivat liittyä tähtiin matkaa varten. Nopeimmat tähdet kulkevat miljardeja valovuosia maailmankaikkeuden läpi tarjoten jännittävän kosmisen matkan maan ulkopuolisille sivilisaatioille. Aikaisemmin tähtitieteilijät pohtivat mahdollisuutta siirtää elämää aurinkokunnan planeettojen välillä ja ehkä Linnunradan galaksissamme. Mutta tämä ennustettu tähtipopulaatio voi kuljettaa elämää galaksien välillä koko maailmankaikkeudessa. "

Kuulostaa melko oudolta, vai mitä? No, se on vieläkin kovempaa! Seuraava mahdollisuus on niin syvällinen, että se ansaitsee oman linjansa:

Supermassiiviset mustat reiät!

Luit sen oikein. Viimeaikaisen tutkimuksen mukaan galaksien törmäämisen aiheuttamat vuorovesi-vuorovaikutukset voivat olla niin voimakkaita, että jopa supermassiiviset mustat reiät (SMBH) saattavat joutua galaksien karkottamiseen ja roistoon - ollessaan rogue supermassiiviset mustat aukot (rSMBH).

Vuonna 2018 kansallisen radioastronomian observatorion (NRAO) tähtitieteilijät havaitsivat mielestään rSMBH: n, joka matkustaa pois galaksistaan. Käyttämällä NASA: n Chandra-röntgentarkkailun observatorion ja muiden teleskooppien tietoja joukkue havaitsi sen galaksien välisessä tilassa noin 3,9 miljardia valovuotta maasta.

Kun otetaan huomioon kohteen massa (160 miljoonaa kertaa aurinkomme massa), samoin kuin sen kirkas röntgenallekirjoitus, tiimi totesi, että sen on oltava joko SMBH tai kaksi SMBH: ta. He teorioivat myös, että se oli todennäköisesti ollut osa elliptistä galaksia kerralla.

Koska tämä esine oli yli 80 kertaa niin massiivinen kuin Sag A *, sen sisältävän galaksin olisi pitänyt olla erittäin massiivinen. Lisäksi sen potkimisesta vastuussa olevan painovoiman on täytynyt olla todella valtava!

Kaikki tämä lisää painoa teoriaan, jonka mukaan esine poistettiin kahden erityisen massiivisen galaksin sulautumisen seurauksena. Voidaan vain kuvitella tähtitieteelliset voimat (ei puntaa). Ja ajatus jostakin massiivisesta ja voimakkaasta lentämisestä avaruuden läpi ... olkaamme vain kiitollisia, ettemme ole sen tiellä!

Jonain päivänä...

Mitä tämä kaikki tarkoittaa avaruuden tutkimiseen? No, joskus voimme pystyä tutkimaan ekstragalaktisia tähtiä ja planeettoja yksityiskohtaisesti, samalla tavalla kuin odotamme tutkivan aurinkokennojen ulkopuolisia planeettoja yksityiskohtaisesti. Kuka tietää, mitä voimme löytää?

Lisäksi saatamme joskus oppia, että sellainen elämä kuin tunnemme sen (tai tarvittavat ainesosat) tuli kokonaan toisesta galaksista. Itse asiassa meillä saattaa olla kaukaisia ​​sukulaisia, jotka asuvat miljardien valovuosien päässä sijaitsevassa galaksissa ja katsovat tähtiä ja ihmettelevät, onko heidän maailmansa ulkopuolella älykästä elämää.

Mitä tulee hypervelocity-tähtiin, jotka ovat siellä juuri nyt (ja jotka ovat asuttaneet planeetat kiertäneet niitä), voidaan vain kuvitella, millainen se voi olla älytaiteille, jotka tuijottavat yötaivasta. Olettaen, että he pitivät yksityiskohtaista kirjanpitoa, he tajusivat, että taivas muuttui pitkiä aikoja.

Yhdellä pallonpuoliskolla tähdet näyttävät punertavilta, koska ne olisivat yhä kauemmas. Toisessa ne näyttävät sinisiltä (blueshift), kun he olivat lähestymässä. Lopulta yhden pallonpuoliskon ihmisillä olisi selkeä näkemys lähtemästään galaksista, kun taas toisella ihmiset tajusivat, että heidän taivaallaan oleva galaksi kasvoi hitaasti.

Ja kuten professori Loeb selitti, jos joku ihmiskunnan alaosasta on vielä noin 4,5 miljardia vuotta, he saattavat lopettaa ratsastuksen planeetalla, joka kiertää hypervelocity-tähtiä:

"Aikaisemmin tähtitieteilijät pohtivat mahdollisuutta siirtää elämää aurinkokunnan planeettojen välillä ja ehkä Linnunradan galaksimme kautta. Mutta tämä vasta ennustettu tähtijoukko voi kuljettaa elämää galaksien välillä koko maailmankaikkeudessa. Jälkeläisemme saattavat miettiä nousua siihen liittyvään asiaan planeettajärjestelmä, kun Linnunrata sulautuu sisargalaksiaan Andromedaan muutaman miljardin vuoden kuluttua. "

Jos on yksi asia, jonka maailmankaikkeuden tutkimus on opettanut meille, se toimii joidenkin todella titaanisten voimien avulla. Joten ei pitäisi olla yllätys, että toisinaan planeetat, tähdet ja jopa mustat aukot voivat heittää ympäriinsä kuin biljardipallot!

Ja silti, ei voi olla muuta kuin hämmästynyt!

  • NASA - Messier 31 (Andromedan galaksi)
  • ESA - Gaia havaitsee tähtiä, jotka lentävät galaksien välillä
  • NASA - Hypernopea tähti käynnistettiin Linnunradalta
  • NASA - Miksi jotkut galaktiset sulautumiset johtavat tuomioon?
  • CFA - Hypervelocity-tähdet: Linnunradalta tulevat nopeasti liikkuvat pakkosiirtolaiset
  • NASA - Hubble paljastaa tähtien ilotulitusvälineet, joihin liittyy Galaxy-törmäys
  • MNRAS - "Linnunradan ja Andromedan törmäys", T.J. Cox ja Avi Loeb
  • Maailmankaikkeus tänään - Kun galaksimme murtuu Andromedaan, mitä tapahtuu auringollemme?


Katso video: HOURGLASS HIPS WORKOUT Summer Shred Workout No. 2 (Lokakuu 2021).