Spiraaligalaksien muodostumisen salaisuus on paljastettu

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Tiedätkö mikä minua yllättää eniten? Se, että pidämme ympäröivää maailmaa itsestäänselvyytenä. Monet ihmiset pitävät eläimet, kasvit, fysiikan ja avaruuden lait jotain niin arkipäiväistä ja tylsää, että he keksivät keijuja, haamuja, hirviöitä ja noituutta. Samaa mieltä, tämä on hämmästyttävää, koska olemassaolomme tosiasia on taikuutta.

Katsokaa samoja kirahveja - miten sellaiset pitkäkaulaiset asiat syntyivät? Entä vesinokkakoira, echidnas, porcupines ja kaikki muut eläimet? Luulen, että ymmärrät mitä tarkoitan. Sama koskee tilaa. Eikö planeettojen, tähtien ja galaksien olemassaolon tosiasia ole hämmästyttävä? Ja eikö olekin hienoa, että voimme tutkia niitä? Joten Linnunradan galaksi (jossa aurinkomme ja maapallomme sijaitsevat) on yksi miljardeista galakseista äärettömän maailmankaikkeuden laajuudessa, mutta onnistuimme saamaan selville, minkä muotoinen se on ja minkä muotoisia useimmat havaittavassa maailmankaikkeudessa olevat galaksit omistaa. Tässä artikkelissa opit jotain hämmästyttävää maailmasta, jossa elämme, nimittäin miksi jotkut galaksit ovat spiraalin muotoisia?

Mikä on galaksi?

Avaruudessa kaikkea ohjaa painovoima. Jos ei hän, niin loputtomasti laajenevan - ja jopa kiihtyvällä - vauhdilla universumilla ei olisi yhtä galaksia. Alkuräjähdyksen jälkeen, joka tapahtui 13,8 miljardia vuotta sitten, maailmankaikkeus jatkoi laajentumistaan ja vähitellen jäähtyi. Pimeän keskiajan päätyttyä - neutraalin kaasun tiivistymisestä alkaen - alkoi vähitellen muodostua ainepaakkuja.

Pimeä keskiaika on maailmankaikkeuden kehitysvaihe, jonka aikana syntyivät ensimmäiset tähdet ja jäännössäteily.

Itse asiassa galaksi on suuri gravitaatioon sitoutunut järjestelmä, joka koostuu aineryhmistä, tähdistä, kaasu- ja pölypilvistä, pimeästä aineesta ja planeetoista. Lisäksi kaikki galaksin kohteet liikkuvat suhteessa yhteiseen massakeskukseen - supermassiiviseen mustaan aukkoon, joka sijaitsee galaksien sydämessä. Outoa, eikö? Siksi tutkijat kurkistelevat avaruuden syvyyksiin yrittäen saada selville mahdollisimman paljon tästä salaperäisestä paikasta.

Taustasäteily (tai kosminen mikroaaltotaustasäteily) on lämpösäteilyä, joka täyttää maailmankaikkeuden tasaisesti. Uskotaan, että jäännössäteily syntyi varhaisen universumin aikakaudelta, eli pian alkuräjähdyksen jälkeen

Minkä muotoisia galaksit ovat?

Saatat olla yllättynyt, mutta yksityiskohtaiset galaksitutkimukset alkoivat vasta 1920-luvulla. Vaikka tähdet ja planeetat eivät ole koskaan jääneet ihmisten huomiosta, maineikas tiedemies Edwin Hubble loi perustan ekstragalaktiselle tähtitiedelle. Hän osoitti, että monet tähtitieteilijöiden havaitsemista sumuista osoittautuivat muiksi galakseiksi, jotka koostuivat lukemattomista tähdistä. Hubble on tutkinut yli tuhatta galaksia ja määrittänyt etäisyydet joihinkin niistä. Lisäksi Edwin Hubble tunnisti ensimmäisenä kolme päätyyppiä galakseja: spiraalimainen, elliptinen ja epäsäännöllinen. Kävi ilmi, että spiraaligalaksit universumin laajuudessa ovat yleisempiä kuin muut. No, yli puolet galakseista on spiraalimaisia, mukaan lukien Linnunrata, Andromeda-galaksi ja Kolmiogalaksi. Mutta miksi?

Magneettikentät ovat avain spiraaligalaksien mysteerien selvittämiseen

Tiedemiehet ovat edelleen ymmällään spiraaligalakseista ja niiden muotoutumisesta siroine käsivarreneen täynnä tähtiä. Itse asiassa spiraaligalaksit ovat useimpien universumin galaksien ikoninen muoto. Ymmärtääkseen miksi tähtitieteilijät tarkkailevat tarkasti spiraaligalakseja, jotka eroavat Linnunradasta. Tiedemiehet havaitsivat äskettäin galaksia M77, joka tunnetaan myös nimellä NGC 1068, käyttämällä SOFIA-stratosfäärin observatoriota infrapunatähtitutkimukseen ja esittelivät tulokset uudessa tutkimuksessa, joka julkaistaan pian The Astrophysical Journal -lehdessä.

Magneettikenttä on erityinen aine, jonka läpi liikkuvien varautuneiden hiukkasten välinen vuorovaikutus tapahtuu.

Teoksen tekijöiden mukaan virallisessa lehdistötiedotteessa magneettikentillä on suuri rooli spiraaligalaksien, kuten M77, muodostumisessa. Magneettikentät ovat näkymättömiä, mutta voivat vaikuttaa galaksien kehitykseen. Nykyään tiedemiehet ymmärtävät varsin hyvin, kuinka painovoima vaikuttaa galaktisiin rakenteisiin, mutta magneettikenttien rooli näissä prosesseissa jää nähtäväksi.

M77 on spiraaligalaksi, joka sijaitsee noin 47 miljoonan valovuoden päässä Maasta. Tutkijat päättelivät, että M77:ssä on aktiivinen galaktinen ydin, joka sisältää supermassiivisen mustan aukon, joka on kaksi kertaa niin massiivinen kuin Jousimies A *, Linnunradan keskellä oleva musta aukko. M77 on kooltaan Linnunrataa suurempi: sen säde on noin 85 000 valovuotta ja Linnunradan säde noin 53 000. M77-galaksissa on kuitenkin noin 300 miljardia tähteä, kun taas Linnunradassa on noin 53 000. 250 miljardia jopa 400. M77:n kierrehaarat ovat täynnä voimakkaan tähtienmuodostuksen alueita, joita kutsutaan tähtien soihduksiksi. Magneettikenttäviivat seuraavat tiiviisti spiraalivarsia, vaikka niitä ei voi nähdä tavallisella kaukoputkella. Onneksi SOFIA voi tehdä tämän, mikä saa tähtitieteilijät tietämään, että magneettikenttien olemassaolo tukee laajalti tunnettua teoriaa, joka selittää kuinka spiraaligalaksien käsivarret muodostuvat. Sitä kutsutaan "tiheysaaltoteoriaksi".

Tiheysaaltoteoriaa ehdotettiin 1960-luvulla selittämään spiraaligalaksien spiraalirakennetta. Tämän teorian mukaan spiraaligalaksien haarat eivät ole aineellisia muodostelmia, vaan tiheämpiä alueita, jotka muistuttavat olennaisesti liikenneruuhkia.

Joten galaktiset käsivarret ovat itse tiheysaaltojen näkyvä osa, ja tähdet liikkuvat sisään ja ulos niistä. Siten spiraaligalaksien käsivarret eivät ole pysyviä tähdistä tehtyjä rakenteita, vaikka ne näyttävät siltä. SOFIA-havainnot ovat osoittaneet, että magneettikenttäviivat ulottuvat M77-galaksin koko haaraa pitkin 24 000 valovuoden etäisyydellä. Saatujen tulosten mukaan gravitaatiovoimat, jotka auttoivat luomaan galaksin spiraalimuodon, puristavat magneettikenttiä, mikä vahvistaa tiheysaaltojen teorian. Puhdasta avaruushulluutta, eikö?

Tämä tutkimus käsittelee kuitenkin vain yhtä spiraaligalaksia, joten tähtitieteilijöillä on vielä paljon työtä edessään. On edelleen epäselvää, mikä rooli magneettikentällä voi olla muiden galaksien, myös väärien galaksien, rakenteessa, mutta valtavasta määrästä kysymyksiä huolimatta olemme jo oppineet paljon maailmasta, jossa elämme, ja tämä tieto herättää vain uteliaisuutta..