10 Galaktiske Mysterier Of The Milky Way

Plassen er full av mysterier. Fra de spørsmålene vi ennå har til å svare om stjerner til planeter og måner i vårt eget solsystem, er det mye å finne ut til å bli gjort med våre teleskoper. Likevel er noen mysterier på enda større skala, og de følgende er bokstavelig talt galaktiske.

10Solplassen

Stjerner som vår sol er født i klynger med andre lignende stjerner. Disse stjernene søsken danner seg fra samme gasssky, og så har de samme kjemiske sammensetning. Likevel har vi undersøkt 100 000 stjerner innenfor 325 lysår av Jorden og fant bare to som er nært knyttet til Solen. Vår sol er alene, noe som betyr at den enten ble sparket ut eller drevet ut av klyngen for 4,5 milliarder år siden.

En god kandidat for sin fødested var Messier 67, en klynge i kreftkonstellasjonen rundt 2900 lysår unna. Stjernene er der en lignende alder, temperatur og kjemi til vår sol. Imidlertid gjorde astrofysikere fra National Autonomous University of Mexico simuleringer i 2012 og fant ut at M67 bare ikke fungerte.

Solen ville ha trengt en usannsynlig tilpasning av flere massive stjerner for å sparke den ut, og den nødvendige hastigheten ville ha revet bort planetskiven, slik at jorden aldri ble dannet. I tillegg er den vertikale bobbing av M67 i det galaktiske planet fem ganger større enn solens, og de bør være de samme.

Det er mulig at solens klynge bare ikke eksisterer lenger, og alle kusiner har drevet seg fra hverandre. En annen hypotese er at den kom fra nærmere midten av galaksen, hvor mange sol-lignende stjerner er funnet.

Den beste sjansen for å finne ut svaret er den europeiske Gaia-satellitten. Lansert i 2013, kartlegger Gaia den kjemiske sminningen på en milliard stjerner. Oppdraget skal slutte innen 2018 og gi uovertruffen kunnskap om galaksenes utvikling.

9bølger laget av stjerner

Oppdagelser i astronomi er ofte ikke laget bare ved å se gjennom et teleskop og se hva som er der. Noen ganger produserer et observatorium et stort utvalg av data fra et stykke av himmelen, og forskere tar år å ta konklusjoner av informasjonen. Sloan Digital Sky Survey er et slikt prosjekt. Ved hjelp av et teleskop i New Mexico, er det brukt det siste tiåret med å observere 930.000 galakser, 120.000 kvasarer og nesten en halv million stjerner i Melkveien.

Ved hjelp av disse dataene oppdaget et team av astronomer noe om den vertikale fordeling av stjerner. Disse klumpene ofte sammen, og laget la merke til et mønster i 300.000 stjerner som ligner en lydbølge. De laget mynten "cosmoseismology" for deres papir, noe som tyder på at noe hadde ført til at galaksen "ringte som en klokke."

Den mest sannsynlige forklaringen er at noe kolliderte med og passert gjennom vår galakse de siste 100 millioner årene. Forskerne var ikke i stand til å finne ut hva - det kan ha vært en dverggalakse eller muligens en mørk materiellstruktur. Det kan ha vært flere hendelser, og de merker også at bølgen kan være et resultat av noe som skjer.

Igjen, håper forskerne at milliarder stjerner kartlagt av Gaia vil gi svar. De mistenker at det kan være et rikt mønster av bølgekonstruksjoner skjult i hele galaksen, som åpner et helt nytt vindu inn i sin historie.

8High-Velocity Clouds

Høyhastighetsskyger (HVC) ble oppdaget i 1963. Disse samlingene av interstellær gass beveger seg i forskjellige hastigheter og retninger til Milky Way-rotasjonen, av minst 50 kilometer (32 mi) per sekund. De er for det meste laget av hydrogen og antas å falle inn i galaksen fra intergalaktisk rom. Hvor de kommer fra, er imidlertid ennå ikke løst.

Jan Oort, en av skyternes oppdagere, foreslo at gassen er en rest av dannelsen av galaksen. En annen forklaring er at gassutkastet fra Melkeveien faller tilbake som en galaktisk fontene. Hvis dette var tilfelle, ville den stigende gass være vanskelig å se på grunn av alt annet materiale i veien.

Materialet kan komme fra objekter i bane rundt vår galakse. En slik gjenstand er Complex H, en liten galakse selv, menes å være i en retrograd bane rundt Milky Way. Når den beveger seg, skiller den ut gass på vår galakse.

En HVC, Smiths Cloud, beveger seg mot Milky Way-disken på rundt 73 kilometer (45 mi) per sekund og vil fusjonere med vår galakse på rundt 27 millioner år. Dens trajectory antyder at den allerede har passert gjennom Milky Way for 70 millioner år siden. Dette burde har revet skyen fra hverandre, og forskere mener at en halo av mørk materie kan ha holdt det sammen.

7Magellanic Clouds

Magellanic Clouds er companion galakser til Melkeveien, oppdaget under Ferdinand Magellans pioneropplevelse rundt om i verden på 1500-tallet. Stor Magellanic Cloud er 14.000 lysår over og rundt 160.000 lysår fra Jorden. Den lille Magellanic Cloud er halvparten av sin fetters diameter, men 30.000 lysår lenger unna. Til sammenligning er Milky Way 140.000 lysår over.

Skyene er 13 milliarder år gamle og ble antatt å bane Milky Way. Men målinger tatt av Hubble tyder på at de beveger seg dobbelt så fort som vi opprinnelig trodde. Hvis det er tilfelle, bør Milky Way ikke være massiv nok til å holde dem i bane. Å finne ut om de er i bane er blitt et nytt mysterium. Hvis de er, ville det bety at Milky Way kunne være dobbelt så stor som tidligere antatt.

Hvorvidt skyene er her for å bli eller bare passere, tiltrekker de seg mye mysterium. Forskere løst nylig et fire-tiår lang spørsmål om kilden til Magellanic Stream, et bånd av gass som strekker seg halvveis rundt Milky Way.De oppdaget at det meste kom fra den mindre skyen, selv om nivåene av oksygen og svovel i nyere regioner stemmer overens med den større skyen.

I 2007 plukket Australias Parkes-teleskop en utbrudd av radiobølger mens man undersøkte den lille skyen. Kraften bak eksplosjonen indikerer en ekstrem hendelse, som for eksempel kollisjon av neutronstjerner eller død av et svart hull. Det kom nesten sikkert fra lenger bort enn skyen, men den eksakte kilden er fortsatt et puslespill.

6Galaxy X

Fotokreditt: Sukanya Chakrabarti / UC Berkeley

Den mest populære astronomiske konspirasjonsteorien er eksistensen av "Planet X." Det antyder at en planet størrelsen på Jupiter kretser Solen på en ujevn bane, hemmelig sporet av NASA. Selv om det er mange problemer med den ideen, er det en veldig reell mulighet for eksistensen av "Galaxy X." Det er en dverggalakse på motsatt side av Melkeveien til oss, som vi ikke kan se på grunn av gassen og støv i veien. Galaxy X ville være opptil 85 prosent mørkt materiale.

UC Berkeley teoretisk astronom Sukanya Chakrabarti leder jakten. Hun har utviklet en metode for å finne mørke galakser ved å undersøke krusninger i fordelingen av hydrogengass i spiralgalaksier. Vanngassen strekker seg opptil fem ganger lenger ut fra sentrum av galaksen enn området fylt med stjerner, og så bølgende galakser vil gjøre krusninger i gassen.

Chakrabarti forutsier at Galaxy X vil ha en masse rundt en hundre av Milky Way. Metoden for å finne den skjulte galaksen har blitt testet på andre galakser med en kjent følgesvenn og kan finne kropper bare en tiendedel så stor som selv.

5Lithiumproblemet

Fotokreditt: W. Oelen

Litiumproblemet er en av de langvarige niggles av kosmologi. Litium er det tredje letteste elementet i universet, etter hydrogen og helium, og modeller av Big Bang forutsi hvilke nivåer av elementene vi bør forvente å finne. Disse modellene jobber for alt annet enn litium.

I Milky Way's eldste stjerner er isotopen litium-7 funnet på rundt en tredjedel av forventede nivåer. Lithium-6 vises med en hastighet på rundt 1000 ganger for mye, selv om det er mye vanskeligere å telle.

Ingen forklaring har fungert. Potensielle svar kaster av mengden av andre elementer. Og problemet har bare blitt vanskeligere. Et 2008 astrofysikkpapir reflekterte måten kosmologer føler om det med tittelen En bitter pille: Det primære litiumproblemet forverres.

Forskning som tyder på at den tidlige galaksen ble befolket med mikrokvoter som ble lagt til i woes. Disse miniatyr sorte hullene produserer stråler av super-varmt plasma med nok energi til å smelte hydrogen til helium. I 2012 beregnte et lag fra Sverige og Tyskland at hvis 1 prosent av Melkveiens mikrokvoter produserte litium-7, ville de produsere et tilsvarende beløp som forventet fra Big Bang. Kort sagt, mikrokvoter gjør litiumproblemet dobbelt så stort.

En nylig forklaring er avhengig av eksistensen av axions, en teoretisk mørk materiepartikkel. Forutsigelser av litium-7 nivåer avhenger av beregninger av mengden lys i tidlig univers. Dette er utarbeidet fra kosmisk mikrobølgeovn bakgrunn, som dukket opp etter rundt 380.000 år. Axions kunne ha avkjølt fotoner i den tiden, noe som fikk oss til å undervurdere lysnivåer og dermed overskatte litium-7.

Det er langt fra et svar, da det ville innebære eksistensen av dobbelt så mange nøytriner som vi nå har oppdaget. På toppen av det er axions ikke engang den ledende kandidaten for å forklare mørkt materiale - og kan ikke eksistere i det hele tatt.

4Galactic Warp

Fotokreditt: Don Dixon

I mange galakser er støv og gass mellom stjerner konsentrert i et tynt lag. Vår Milky Way er ikke noe unntak. "Tynn" er relativ, selvfølgelig, disken er rundt 240 lysår tykk på sine tynneste punkter, men det er fortsatt en liten brøkdel av bredden av galaksen. Vi tilfeldigvis er innebygd dypt i dette laget, som nesten helt består av atom hydrogen og helium.

Mens noen av disse platene er flate, er mange av dem bøyd og buet. Dette er kjent som galaktisk warp. Noen ser ut som integraletegnet som brukes i kalkulator eller et strukket brev S. Noen er U-formet, og andre har ingen symmetri i det hele tatt. Flere ting kan forårsake forkjøp. Faktisk virker det sannsynlig at det må være en pågående prosess, da modeller tyder på at vev ville naturlig flate med tiden hvis galakser simpelthen dannet på den måten.

I Milky Way, er disken flat i forhold til planet av galaksen der vi er. I en retning bøyer den nord for det galaktiske planet, mens den i motsatt retning kurver seg ned før krølling opp igjen igjen rett ved enden. På mange måter ligner den en bølge.

Forskere fra UC Berkeley var i stand til å beskrive kjedet som en kombinasjon av tre vibrasjoner i disken. Den første er en flapping ved kantene, kombinert med en sinusformet bølge som en trommes hud og en saddformet svingning. Kombinert gir de vår galakse et notat 64 oktaver under midten C.

De tror at en sannsynlig forklaring er et resultat av Magellanic Clouds pløyer gjennom den mørke saken halo rundt Milky Way. Samspillet mellom skyene ble tidligere diskontert fordi det ble antatt at de manglet nok masse til å forårsake kjedet. Forskerne antyder at en vibrasjon i haloen som skyene beveger seg gjennom den, som lik et kjøpes kjølvann, kan resonere gjennom galaksen og føre til at disken blir forvrengt.

3Diffuse Interstellar Bands

Siden sin oppdagelse i 1800-tallet har spektroskopi vært en av de viktigste teknikkene i astronomi. Det innebærer å undersøke strålens bølgelengde fra gjenstander i rommet for å finne ut blant annet hva de er laget av.Hvert atom og molekyl absorberer forskjellige bølgelengder av lys. Ved å undersøke mønstrene i lys som når oss, kan vi finne ut hva det er gjennomgått.

I 1922 observert astronomen Mary Lea Heger band som ikke samsvarer med noe vi visste om. Forskere konkluderte med at disse bandene var resultatet av noe i interstellare rom, men de hadde ingen anelse om hva.

Hundrevis av bandene har blitt oppdaget i infrarøde, ultrafiolette og synlige spektrum. Årsaken til disse diffuse interstellære bandene ble det "klassiske spektroskopiske problemet i det 20. århundre." Bøker var fylt med spekulasjon og dekket "alle tenkelige former for materie." Store karbonbaserte molekyler er den mest sannsynlige kandidaten, og de kan inneholde som mye som 10 prosent av galaksen er karbon.

I 2011 ble det funnet diffus interstellare band for første gang i retning av Milky Way kjernen. Dette gir en anelse: Det betyr at molekylene tydeligvis kan tåle det harde miljøet i sentrum av vår galakse. De nye bandene ble også funnet lenger inn i infrarødspekteret enn noen gang før.

Thomas Geballe, en astronom som jobber på Hawaii, håper at de nye observasjonene kan bringe det vitenskapelige samfunn nærmere et svar. Molekylene kan faktisk gi en anelse om livets opprinnelse, da bandene kan komme fra komplekse kjemikalier som bidro til å frø av jorden.

2Hypervelocity Stjerner

De fleste stjerner omgir det galaktiske senteret på omtrent samme hastighet som vår sol, rundt 230 kilometer (143 mi) per sekund. Men noen stjerner, rundt en i hver milliard, reiser tre ganger raskere enn det. De er kjent som hypervelocity stjerner. Den første ble oppdaget av astronomer fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i 2005, men vi har siden funnet dusinvis.

Det interessante med dem er at de beveger seg så fort at de kan unnslippe galaksens bane helt. Den mystiske tingen om dem er kilden til denne hastigheten.

En av de raskeste noensinne oppdaget, HE 0437-5439, antas å ha en komplisert fortid. Teorien er at et trippel-stjerne system passerte gjennom midten av galaksen, da det sentrale svarte hullet dratt en stjerne ut. Det sparket bort de andre to, som senere fusjonerte seg til den super-hetblå gigantiske sprengningen ut av Milky Way på 2,5 millioner kilometer (1,6 millioner mi) i timen.

Den nærmeste hypervelastestjernen til jorden, LAMOST-HVS1, kan også ha blitt oppstått av et samspill med det sentrale svarte hullet. Men det kunne ha kommet fra disken, noe som indikerer et mellomvekts svart hull i vår galakse. De er et sted mellom supermassive svarte hull og de av stjernemasse. Bare en har blitt observert, og det er ikke i vår galakse.

1Willman 1

I 2004 fant et team av astronomer fra New York University et uvanlig objekt når de undersøkte data fra Sloan Digital Sky Survey. De var på jakt etter dunkle galakser til Melkeveien, men det de fant, passet ikke inn i galakseboksen. Faktisk passet gruppen av stjerner ikke i noen boks i det hele tatt.

Det ble kalt SDSSJ1049 + 5103, eller Willman 1 for kort. Den kretser rundt 120.000 lysår fra Melkeveien. Det kan være en dverggalakse, eller muligens en globulær klynge, men det er problemer med begge teorier. Globale klynger har en tendens til å ha flere hundre tusen stjerner, mens Willman 1 har mindre enn tusen. Det kan være en klynge fra en mindre galakse, beskrevet av en fysiker som piggybacking inn i vår galakse "som en liten mite som renner inn på en lopp som det i sin tur låses på en massiv hund."

Hvis det er en galakse snarere enn en klynge, kan det kaste en nøkkel inn i verkene for en annen teori. Datasimuleringer av opprinnelsen til Melkeveien indikerer at det skulle være hundrevis av mindre galakser i nærheten, men bare 20 er funnet. En forklaring på dette var at en masse på mindre enn 10 millioner soler er for liten til å produsere mange stjerner, noe som gjør galakser usynlige.

Ytterligere observasjon av Willman 1 tyder på at massen er bare omtrent en halv million soler, godt under denne grensen. Det er mulig at det kan være uklart for mørkt materiale i Willman 1, eller at det hadde fått litt masse strippet bort. Uansett er det en klump av stjerner som i dag gir langt flere spørsmål enn svar.