Astronomai stebėdami dažnai susiduria su reiškiniais, kuriuos ne tik sunku paaiškinti, bet ir paprasčiausiai neįmanoma apibūdinti. Kuo toliau žvalgomės į kosmosą, tuo daugiau tokių reiškinių aptinkame. Siūlome susipažinti su keliolika įdomiausių galaktikos reiškinių ir keistenybių, surinktų per kruopštų kosmoso apmąstymų metus.
„Triangulum II“galaktika
Netoli Paukščių Tako krašto įsikūrusi „Triangulum II“galaktika jau nustebino daugelį astronomų savo neįtikėtinai greitomis žvaigždėmis. Mūsų mažytėje galaktikos kaimynėje jų yra rekordiškai nedaug - tik apie 1000 (pavyzdžiui, Paukščių Take yra 100 mlrd.). Tačiau II trikampyje slepiasi milžiniška masė.
Stebėdamas šią galaktiką, Havajų Mauna Kea ugnikalnyje įsikūręs „Keck“didelis teleskopas pastebėjo, kad šešios žvaigždės juda daug greičiau nei tikėtasi. Faktas yra tas, kad galaktika yra tokia tamsi, kad tik šios šešios žvaigždės buvo matomos per teleskopą. Tačiau net ir šių žvaigždžių dėka mokslininkai sugebėjo apskaičiuoti II trikampio gravitacines jėgas ir bendrą jo masę. Paaiškėjo, kad galaktika yra masyvesnė už bendrą visų jos žvaigždžių masę.
Mokslininkai nustatė, kad šioje galaktikoje yra didžiausia tamsiosios medžiagos koncentracija tarp visų anksčiau tirtų galaktikų. Nepaisant to, prancūzų astronomai iš Strasbūro universiteto mano, kad tokio stipraus žvaigždžių išsisklaidymo ir galaktikos blankumo priežastis yra galaktikų, esančių greta II trikampio, gravitacinių jėgų poveikis.
Tokia didelė tamsiosios medžiagos koncentracija II trikampyje suteikia mokslininkams tiesioginę galimybę pabandyti ištirti šią keistą medžiagą, kuri sudaro 24 procentus visos visatos masės. Dėl to, kad šioje galaktikoje yra labai nedaug žvaigždžių, ji beveik neišskiria gama spinduliuotės, todėl suteikiama galimybė aptikti tamsiosios materijos sąveikos rentgeno jėgas. Kadangi galaktika praktiškai negyva, šie signalai turėtų būti užfiksuoti aiškiai, be didelių kosminių energijos šaltinių, esančių „gyvybingesnėse“vietose, iškraipymų ar jų nėra.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Paslaptingas galaktikos žiedas
Amerikos ir Vengrijos astronomai neseniai užklupo kosminę struktūrą, kuri pasirodė tokia didžiulė, kad sunku patikėti jos egzistavimu. Ši struktūra pasirodė esanti galaktikų sankaupa, suformavusi savotišką žiedą, besitęsiantį beveik 5 milijardus šviesos metų. Šis objektas yra toks didžiulis, kad naktiniame danguje optiniame diapazone jis atrodytų 70 kartų didesnis nei visas mėnulio diskas.
Astronomai galėjo apskaičiuoti apskaičiuotą šio kosminio žiedo dydį dėl septynių pastebėtų gama spinduliuotės pliūpsnių panašumo - vieno didžiausių sprogstamosios energijos išsiskyrimo kosmose reiškinių. Gama spindulių pliūpsniai paprastai įvyksta, kai žvaigždė patenka į itin ryškią supernovą, o paskui virsta juodąja skylute.
Kadangi stebimi sprogimai buvo praktiškai vienodu atstumu vienas nuo kito, astronomai manė, kad jie yra tos pačios kosminės megastruktūros dalis. Žinoma, neverta atmesti ir atsitiktinumo tikimybės. Tokio dydžio galaktikos žiedo egzistavimas prieštarauja mūsų kosmologiniams modeliams, kurie apibūdina didžiausių visatos objektų dydžio ribą, kuri pagal šiuos modelius yra apie 1,2 milijardo šviesos metų.
Ir net jei šis žiedas egzistuoja, kodėl jis toks didelis? Dar niekas nežino atsakymo į šį klausimą. Tačiau yra pasiūlymų, kad ta pati paslaptinga tamsioji materija yra kažkaip atsakinga už tokių neįtikėtino dydžio kosminių objektų sukūrimą.
Tayna Galaxy
Derindami „Hubble“ir „Spitzer“kosminių teleskopų galią, astronomai atrado vieną tolimiausių visatos objektų. Tuo pačiu metu mokslininkai mano, kad šis objektas atsirado tik po 400 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Tai yra, tai taip pat vienas iš seniausių Visatos objektų. Šis objektas yra vos matoma ir itin išblukusi galaktika, vadinama Tayna, o tai Pietų Amerikos tarme reiškia „pirmagimis“. Iki šiol mokslininkai atrado 22 iš šių „pirmagimių“galaktikų, kilusių netrukus po Didžiojo sprogimo.
Norint rasti Tayna galaktiką reikėjo dviejų geriausių žmonijos kosminių teleskopų jėgos, o daug pagalbos suteikė galaktikų spiečius MACS J0416.1-2403, esantis maždaug už keturių milijardų šviesos metų. Turėdamas kvadrilijono „Suns“masę, šis galaktikų klasteris pritraukia neįtikėtiną šviesos kiekį, sukuria gravitacinį lęšį ir leidžia matyti Tayna, kuri iš esmės yra už jos. Jameso Webbo teleskopas, kurį planuojama išsiųsti į kosmosą 2018 m., Suteiks mums geresnį šios galaktikos vaizdą ir pateiks daug daugiau informacijos apie šį pirmųjų visatos galaktikos objektų atstovą.
Galaktikos auklė
Astronomai nėra visiškai tikri dėl savo žinių, kaip gimsta galaktikos. Visuotinai pripažįstama, kad galaktikos pasiima visą reikalingą medžiagą joms susidaryti iš tarpgalaktinės aplinkos. Tačiau yra ir kitų prielaidų. Pasak vieno iš jų, pradinis galaktikos susidarymas atsiranda dėl tankios tamsiosios materijos sankaupos, aplink kurią pradeda kauptis vandenilio ir kitų dujų debesys, kuriuos traukia gravitacinės jėgos. Kita teorija yra tokia, kad galaktikos susidaro iš materijos iš konkretaus šaltinio. Pirmasis variantas yra per ilgas, kad jį būtų galima patikrinti remiantis stebėjimo duomenimis. Antrojo niekas niekada nežiūrėjo.
Bent jau visai neseniai. Kalifornijos technologijos instituto mokslininkai, naudodamiesi „Cosmic Web Imager“įrankiu, sumontuotu ant Halės teleskopo Palomaro observatorijoje, atrado protogalaktinį diską (labai jauną, dar tik besiformuojančią galaktiką), esantį už 10 milijardų šviesmečių. Jis susideda iš karštų dujų, kurių tūrį padidina šaltos dujos, kurias jauna galaktika gauna iš vadinamojo kosminio tinklo gijos, šalia kurios formuojasi galaktika. Mokslininkai mano, kad tai yra pirmasis tiesioginis kosminio tinklo, vienijančio viską visatoje, egzistavimo įrodymas.
Dėl netyčinio dviejų kvazarų išdėstymo šiame kosmoso regione dalis voratinklio, tiekiančio dujas naujai susidariusiai galaktikai, įkais, leidžianti mokslininkams nustatyti jos buvimą.
„Didysis Magelano pasipiktinimas“
Didelis Magelano debesis (LMC) ir jo nykštukinis palydovas Mažasis Magelano debesis (MMO) yra artimiausios mūsų kaimyninės galaktikos, esančios maždaug už 160 000 ir 200 000 šviesmečių. Kaip didžiausios nykštukinės galaktikos šalia Paukščių Tako, jas galima lengvai pamatyti pietiniame naktinio dangaus pusrutulyje.
Mokslininkai pažymi, kad su LMC vyksta kažkas keisto. Tarantulos ūko dalyje, esančiame LMC, astronomai atrado tikrą žvaigždžių susidarymo inkubatorių. Bet, kaip paaiškėjo, čia susiformuoja žymiai mažiau žvaigždžių, nei atrodo iš pirmo žvilgsnio.
Faktas yra tai, kad maždaug 5 procentai iš 5900 tirtų didelių ir labai didelių žvaigždžių, esančių LMC, nepriklauso šiai galaktikai. BMO iš tikrųjų pavogė juos iš TJO. Mokslininkai padarė tokią išvadą atradę, kad šios žvaigždės pasisuka priešinga kryptimi, palyginti su visomis kitomis. Be to, šių žvaigždžių cheminė sudėtis visiškai nėra panaši į tą, kuri paprastai būdinga LMC žvaigždėms. Šiose žvaigždėse yra daug daugiau sunkiųjų elementų, tokių kaip geležis ir kalcis. Mokslininkai mano, kad tokį Tarantulo ūko derlingumą lemia būtent tai, kad LMC pavagia žvaigždes iš TJO. Be to, BMO nevengia suvalgyti dujų iš savo kosmoso kaimyno. Šiuo atveju dujos taip stipriai pagreitėja, kad „užsidega“likusias dujas tarp dviejų galaktikų.
„Galaxy Hercules A“
Galaktikos „Hercules A“(3C 348) centre yra milžiniška juodoji skylė, kurios masė yra 2,5 milijardo Saulių! Ji yra 1000 kartų masyvesnė už Paukščių Tako juodąją skylę ir gamina du milžiniškus plazmos srautus, kurie užtemdo praktiškai visą galaktiką, kurioje jie yra. Be to, tęsdamiesi 1,5 milijono šviesos metų, šie plazmos srautai užgožia kitas galaktikas, įskaitant Paukščių Taką, kurio skersmuo yra 15 kartų mažesnis. Čia rastą energijos kiekį labai sunku apibūdinti. Radijo bangų ekvivalento centre esančios juodosios skylės išmetimas yra milijardą kartų didesnis nei mūsų Saulės.
To pakanka, kad „Hercules“būtų vienas ryškiausių kada nors pastebėtų radijo bangų šaltinių. Aukščiau esančiame paveikslėlyje rausvai raudonas spindulys yra atominių dalelių ir magnetinių laukų plazma, pagreitinta iki reliatyvistinio greičio (beveik šviesos greičio). Didelės apimties rutuliškos sankaupos palei kraštus greičiausiai rodo daugelį ankstyvų, neįtikėtinų protrūkių.
Deja, visa tai plika akimi nematoma, tai yra, tai tik menininko reprezentacija. Vaizdas buvo sukurtas remiantis „Hubble“teleskopo „Wide Field Camera 3“optiniais duomenimis, taip pat radioteleskopo „Very Large Array“(„Super Large Antenna Array“) stebėjimais.
Senovės baltos Paukščių Tako nykštukės
Mūsų galaktika yra labai senovės. Jis beveik toks pat senas, kaip ir pati visata. Stebėdami Paukščių Tako centrinę juostą, astronomai atrado 70 baltųjų nykštukų grupę - tankias ir kompaktiškas žvaigždes, kurių masė Saulė (ar net daugiau), bet ne didesnė už Žemę.
Žinoma, juostoje yra daug daugiau žvaigždžių, tačiau mokslininkus domino konkreti grupė, esanti santykinai atvira nuo kosminių dulkių ir nutolusi apie 25 000 šviesmečių nuo Žemės.
Dabar šios žvaigždės yra ne kas kita kaip astronominės relikvijos, tačiau, pasak mokslininkų, jos gali mums pasakyti, kaip atsirado mūsų galaktika. Manoma, kad kai kuriems baltiesiems nykštukams yra daugiau nei 12 milijardų metų. Be to, mokslininkai mano, kad šie baltieji nykštukai buvo tarp tų žvaigždžių, kurios kažkada „pasėjo“mūsų galaktiką. Paukščių kelio istorija prasidėjo nuo jų. Milijonai žvaigždžių, kurios baigė savo gyvenimo ciklą, pasekė savo pavyzdžiu ir išbarstė savo materiją per 100 000 šviesmečių.
Neįtikėtinai šviesi galaktika
NASA kosminis teleskopas „WISE“atrado ryškiausią kada nors rastą galaktiką. Jo ryškumas prilygsta daugiau nei 300 trilijonų saulės spindulių. Aptariamos galaktikos WISE J224607.57-052635.0 fotonai turėjo nukeliauti 12,5 milijardo metų, kad paliktų mums savo žinią ir suprastų, kaip visata iš tikrųjų atrodė jos gimimo aušroje.
Ši galaktika yra tokia ryški, kad menininko akimis sunku net pažvelgti į visą jos vaizdą, kurį galima pamatyti aukščiau. Tačiau savo ryškumą jis skolingas visai ne žvaigždėms. Galaktika yra tokia ryški dėl savo juodosios skylės. Tai yra tokia didžiulė, kad tam tikru mastu netgi kelia abejonių dėl mūsų fizikos supratimo.
Mokslininkai stebisi, kad ankstyvoji visata galėjo būti prieglauda tokiems kosminiams objektams. Paprastai juodosios skylės yra ribotos jų „užkietėjime“, o praėjusio laiko nepakaktų, kad ji prarytų visą galaktiką. Tačiau ši juodoji skylė sugebėjo keletą kartų kažkaip įveikti „savo žvarbumo ribą“, kol pasiekė tokią masę, kokią turi dabar. Ji tiek „užsikrėtė savimi“, kad dabar išleidžia (atgaivina) milžinišką energijos kiekį, kuris tiesiogine to žodžio prasme pataiko į čia įsikūrusį milžinišką dujų kokoną, kuris ilgainiui pradeda šviesti akinančia aura.
Mažytė galaktika su milžiniška juodąja skylute
Itin kompaktiška nykštukų galaktika M60-UCD1 galėtų pakeisti mūsų supratimą apie juodąsias skyles ir nykštukų galaktikų sampratą apskritai. Jis yra tik 300 šviesmečių, o tai tik 0,2 procento Paukščių Tako dydžio. Tačiau šioje galaktikoje yra juodoji skylė, kurios masė atitinka 21 milijoną saulės. Palyginimui, Paukščių Tako centre esanti juodoji skylė yra daug didesnio dydžio, tačiau jos masė yra tik 4 milijonai Saulės.
Dar neseniai buvo manoma, kad galaktikų dydis ir juodųjų skylių dydis yra tarpusavyje susiję. Tačiau šis atradimas kėlė iššūkį šiam modeliui ir rodo, kad šių dviejų kosminių objektų dydžiai gali būti visiškai nesulyginami. Ir mokslininkai tam turi paaiškinimą.
Faktas yra tas, kad M60-UCD1 ne visada buvo nykštukinė galaktika. Jutos universiteto (JAV) astronomai mano, kad kadaise šioje galaktikoje gyveno 10 milijardų žvaigždžių. Tačiau ji per daug priartėjo prie didesnio galaktikos kaimyno, kuris ją iš tikrųjų apiplėšė. Todėl galaktikoje liko tik apie 140 milijonų žvaigždžių. Tai paverčia M60-UCD1 galiausiai viena iš mažiausių galaktikų, kurios centre yra didžiulė juodoji skylė. Tačiau ta pati mokslininkų prielaida skatina ir kitus klausimus. Ar nykštukinės galaktikos yra „nepavykusios“didžiosios galaktikos, ar jos visos tam tikru savo istorijos momentu tapo didesnių kaimynų aukomis?
„Galaxy EGS8p7“
13,2 milijardo metų senumo EGS8p7 galaktika yra tokia senovės, kad neturėtume jos pamatyti. Po Didžiojo sprogimo visata kurį laiką buvo karšta protonų ir elektronų grupė. Po aušinimo laikotarpio dalelės susijungė ir sudarė neutralų vandenilį. Esmė ta, kad šiuo atveju mūsų teleskopai negalėtų aptikti ankstyvosios Visatos šviesos, nes ji turėtų patirti daug skirtingų iškraipymų.
Po to, kai visatoje atsirado galaktikos ir kiti energijos šaltiniai, jie reionizavo dujas, išsklaidė tankų jos kaupimąsi ir atvėrė kelią šviesai. Tačiau šis įvykis įvyko maždaug po milijardo metų, todėl EGS8p7 yra per toli nuo mūsų, kad galėtume jį pamatyti. Ir vis dėlto astronomai kažkaip pažymi, kad jiems pavyko sugauti galaktikos Lyman-alfa liniją, kuri yra savotiškas jos brūkšninis kodas. Tai pasireiškia tada, kai palyginti jauna žvaigždė pradeda skleisti ultravioletinę šviesą į aplinkines dujas, palikdama šiluminį parašą. Šį parašą aptiko MOSFIRE spektrometras Kecko observatorijoje Havajuose.
Ir vis dėlto, galaktikos EGS8p7 Lyman-alfa linija turėjo likti paslėpta ankstyvo nepermatomo neutralaus vandenilio. Astronomai nėra visiškai tikri, kaip EGS8p7 šviesa sugeba prasiveržti pro tokią kliūtį. Yra prielaida, kad vietinių žvaigždžių spinduliuotė yra tokia galinga, kad ji reionizavo dalį visatos daug anksčiau nei kitos galaktikos.
Premija: Andromedos žiedas
Artimiausią mūsų kaimyną Andromedos galaktiką (M31) supa milžiniškas žiedas (arba aureolė). Pati Andromeda yra dvigubai didesnė už Paukščių Taką ir tęsiasi daugiau nei 200 000 šviesmečių. Be to, jo aureolė užima maždaug 2 milijonų šviesmečių erdvę. Tai veikia kaip švyturys astronomams, ieškantiems čia kvazarų. Hablo kosminio teleskopo mokslinius prietaisus pasiekusi ultravioletinė šviesa mokslininkams suteikė idėją, kaip aplink Andromedą galėtų susidaryti toks milžiniškas dujų žiedas.
Iš dalies iš galaktikos dujų pagamintas žiedas yra savotiškas didžiulis materijos sandėlis būsimoms ir kylančioms žvaigždėms. Jame taip pat gausu supernovų gaminamų sunkiųjų elementų, esančių ant Andromedos sienų ir išstumtų už jos ribų. Deja, pats žiedas žmogaus akiai nematomas, tačiau nakties danguje jis būtų 100 kartų didesnis nei pilnaties skersmuo.
Nikolajus Khizhnyakas