Dele:
10 Puzzling Cosmic Mysteries som vi nylig løst
Astronomernes funn fører ofte til flere spørsmål uten å svare på de som vi allerede har. Men innen det siste året løst forskerne 10 kosmiske mysterier som hadde forvirret dem i årevis.
10Hva er det bisarre objektet i sentrum av vår galakse?
I lang tid har astronomer forsøkt å finne ut naturen til G2, en uforklarlig kropp i sentrum av vår galakse. Først trodde de at G2 var en hydrogengasssky som beveger seg mot det store, svarte hullet i Milky Way. Men G2 virket ikke som en brenselsky som ble tatt i et svart hulls gravitasjonstrekk. Hvis det hadde vært, ville G2 ha eksplodert i et massivt fyrverkeri som ville ha vesentlig endret det svarte hullet. I stedet forblir G2 i bane, stort sett uendret.
Et team av astronomer fra UCLA løste endelig puslespillet ved hjelp av avanserte teleskoper på Hawaii's W.M. Keck Observatory. Gjennom adaptiv optikk kompenserte disse teleskopene for forvrengningen fra jordens atmosfære for å gi et klarere bilde av rom i nærheten av det svarte hullet.
Astronomene lærte at G2 er en enorm stjerne, omgitt av gass og støv som trolig er resultatet av sammenslåingen av et par binære stjerner. Gravity fra et svart hull fører til denne typen fusjon og kan til slutt skape en hel klasse sammenslåtte binære stjerner som ligner G2 nær det svarte hullet. Denne typen sammenslåtte stjernen vil ekspandere i mer enn en million år og deretter slå seg ned.
Den ekspanderende G2 opplever også "spaghetti-fication", ellers kjent som forlengelse, som er en vanlig forekomst blant store gjenstander nær et svart hull.
9De nærliggende dverggalaksene har de rette stoffene?
Melkeveien er den største galaksen i en gruppe av galakser som er forenet av tyngdekraften. Våre nærmeste nærliggende galakser er kjent som dverg sfæriske galakser. Astronomer lurte på om disse nærliggende dverggalaksene har forholdene til å danne stjerner som vi ser i dverg uregelmessige galakser som er over 1000 lysår fra Melkveggens kant (men ikke bundet til vår galakse av tyngdekraften). Disse fjerne dverggalaksene inneholder store mengder nøytral hydrogengass, som styrker dannelsen av stjerner.
Ved hjelp av følsomme radioteleskoper fant astronomer at dverggalakser i en viss grense rundt Milky Way har absolutt ingen hydrogengass for å danne stjerner. Milky Way er synderen - mer spesifikt, haloen av varmt hydrogenplasma rundt vår galakse. Når nærliggende dverggalakser bane i Melkveien, presser trykket fra deres banehastighet bort galaksenes nøytrale hydrogengass. Så disse galakser kan ikke danne stjerner.
8 Hvor mye mørkt materiale er det egentlig?
Ifølge Lambda Cold Dark Matter-teorien, den nyeste forklaringen av galakseformasjonen, bør vi kunne se med det blotte øye flere store satellittgalaksier rundt vår egen Melkeveis galakse. Men det kan vi ikke.
Så astrofysiker Dr. Prajwal Kafle fra Universitetet i Vest-Australia bestemte seg for å finne ut hvorfor ved å måle mengden mørk materie i Melkeveien. "Stjerner, støv, du og meg, alt vi ser, utgjør bare ca 4 prosent av hele universet," sa han. "Om lag 25 prosent er mørkt materiale, og resten er mørk energi."
Ved å bruke en teknikk fra 1915 (før mørkt materiale ble oppdaget), målt Kafle mengden mørk materie i vår galakse ved å foreta en detaljert studie av stjernens hastighet i Melkeveien. Han så selv på kantene av vår galakse. Hans nye måling viste at vi har 50 prosent mindre mørk materie i vår galakse enn astronomer en gang trodde.
Ved hjelp av Kafles nye måling av mørk materie, forutser Lambda Cold Dark Matter-teorien at vi bare skal se tre satellittgalaksier rundt Milky Way. Det er i tråd med hva astronomer ser: Den lille Magellanic Cloud, den store Magellanic Cloud og Skytten Dwarf Galaxy. Dr. Kafle løste et mysterium som er hjemsøkt astronomer i omtrent 15 år.
Forskerne var også i stand til å måle hastigheten som trengs for å unnslippe vår galakse gravity-550 kilometer (350 mi) per sekund. Det er 50 ganger raskere enn hastigheten som kreves for en rakett for å forlate jordens overflate.
7Hva skjer i en eksploderende stjerne?
Ved hjelp av radiointerferometri (blanding av data fra flere radioteleskoper for å produsere et klarere bilde), kunne astronomer i desember 2013 se en stjerne gå nova-en eksploderende stjerne. Dette tillot dem å løse mysteriet om etableringen av gammastråler, høy-energi elektromagnetisk stråling.
Som Tim O'Brien fra University of Manchester forklarte, "En nova oppstår når gass fra en følgesvenn faller på overflaten av en [døende] hvit dvergstjerne i et binært system [to stjerner som kredser hverandre]. Dette utløser en termonuklear eksplosjon på stjernens overflate, som eksploderer gassen til rom med hastigheter på millioner av miles per time. "
Noen ganger produserer en nova en ny stjerne, men eksplosjonen er vanskelig å forutsi. Det utstøpte materialet går utover, beveger seg raskt langs stjernens baneplan. Etter en stund kolliderer en jevn raskere utstrømning av partikler fra den hvite dvergstjernen med den langsommere saken. Det resulterende støtet gir opp partiklene nok til å skape gammastråler.
6 Hvorfor er det ikke et ansikt på den fjerne siden av månen?
Siden 1959, da sovjetisk romskip Luna 3 la oss se den aller første siden av månen for første gang, har astronomene blitt forundret over Lunar Farside Highland Problem. Ingen kunne forklare hvorfor den fjerne siden så så forskjellig fra månens jordvendte side. Den fjerne siden var et lappeteppe av kratere og fjell, men det hadde nesten ingen maria (mørke områder som består av flate hav av basalt) som vi ser på den jordvendte siden.Maria produserer ansiktet til mannen i månen.
Penn State astrophysicists tror de har løst mysteriet. Mangelen på maria på oversiden av månen reflekterer tykkere skorpe med større akkumulering av aluminium og kalsium.
En teori antyder at et objekt om størrelsen på Mars en gang kolliderte med jorden. Sammen med jordens ytre lag ble det kastet ut i rommet for å til slutt danne månen. Men en tidevannslås mellom jorden og månen holdt den samme siden av månen alltid mot den smeltete jorden. Den jordovervendte siden av månen ble varm, mens den fjerne siden av månen avkjølte sakte. Dette ga en tykkere skorpe på langt siden.
Penn State astrophysicists tror at denne tykkere skorpe forhindret magmatisk basalt fra å komme til overflaten. Meteoroids hadde tilsynelatende gjennomsyret den tynnere skorpe på jordens motstående side av månen og utgitt basalt lava, som danner mariaen som skaper mannen i månen.
Men MIT-forskere sier at ny informasjon fra NASAs GRAIL-oppdrag viser at mannen i månen kan ha blitt forårsaket av en stor magmagasin inne i månen, ikke en asteroid-streik. Men MIT-gruppen er ikke sikker på hvordan pluimen oppstod. De kan sannsynligvis ikke bekrefte sin teori uten et annet lunaroppdrag.
5Hva hælen er det som lyser i rommet?
Hvis du ser på en klar himmel om natten, ser du mange stjerner. Ved hjelp av et lite teleskop ser du også planeter, nebler og galakser. Men hvis du bruker en røntgen detektor, ser du den lyse gløden av røntgenbilder gjennom himmelen, som er kjent som den diffuse røntgenbakgrunnen.
Kilden til gløden har vært et mysterium i omtrent 50 år. Det er tre muligheter. Det kan stamme utover vårt solsystem, det kan komme fra en "lokal varm boble" av gass, eller den kan produseres i vårt solsystem. Forskere lanserte et NASA-rakett for å måle diffus røntgenutslipp og endelig kunne løse mysteriet.
Det meste av utslippet kommer fra den lokale varme boblen av gass hundrevis av lysår fra Jorden med resten (som ikke er mer enn 40 prosent) av utslippene produsert i vårt solsystem, bare noen få astronomiske enheter fra Jorden. Den varme boblen kan ha vært forårsaket av stjernevind og supernova-eksplosjoner som skaper store hull i rommet mellom stjernene. Hvis en annen supernova oppstår i det tomme området, kan varm gass som utsender røntgenstråler skape en boble.
Røntgenstråler blir også utsendt i vårt solsystem når solvind, som er en utslipp av ladede partikler fra solen, treffer nøytralt hydrogen og helium. Inntil astronomer kunne forklare gløden på himmelen, oppsummerte Massimiliano Galeazzi fra University of Miami opp mysteriet på denne måten: "Det er som å reise om natten og se et lys uten å vite om lyset kommer fra 10 meter eller 1.000 miles unna .”
Nå vet vi at det er litt av begge deler.
4Hvad er den faktiske avstanden til de syv søstre?
Pleiader, også kjent som "syv søstre", er en berømt stjerneklynge i Taurus-konstellasjonen. Det anses av astronomer å være et kosmisk laboratorium med hundrevis av unge stjerner som dannet rundt 100 millioner år siden. Forskere brukte Pleiades å forstå hvordan stjerneklynger er opprettet. Det er også nyttig som et utgangspunkt for måleverktøy for å bestemme avstanden til andre stjerneklynger.
I utgangspunktet ble astronomer enige om at Pleiades var omtrent 430 lysår fra Jorden. Men da Hipparcos, en europeisk satellitt som skulle mer nøyaktig måle avstanden til tusenvis av stjerner, beregnet distansen til Pleiades som 390 lysår. "Det kan ikke virke som en stor forskjell, men for å passe de fysiske egenskapene til Pleiades-stjernene, utfordret den vår generelle forståelse av hvordan stjernene dannes og utvikler seg," forklarte Carl Mellis fra University of California.
Ved hjelp av et nettverk av radioteleskoper måler astronomene avstanden til Pleiader med parallaxteknikken, der forskerne så på skiftet i Pleiades når de ses fra motsatt ende av jordens bane rundt solen. Denne nye måling var 443 lysår, som antas å ligge innenfor 1 prosent av den nøyaktige avstanden fra Jorden til Pleiades. Dette betyr at Hipparcos hadde feil, noe som åpner nye spørsmål om nøyaktigheten av avstandene som beregnet til 118.000 andre stjerner.
3How Big er vårt galaktiske nabolag?
Ved å bruke følsomme radioteleskoper for å fastslå hvor superklynger av galakser har grenser, oppdaget astronomer at vår Melkeveis-galakse tilhører en nylig definert ginorm supercluster kalt "Laniakea" ("enorm himmel" på hawaiisk). Navnet ble valgt til ære for polynesiske navigatører som seilte Stillehavet ved å bruke himmelen til å lede dem.
Med 100 000 galakser har Laniakea Supercluster en diameter på 500 millioner lysår og en masse på 100 millioner milliard sol. Milky Way ligger i utkanten av Laniakea. Astronomer utviklet også bedre informasjon om Great Attractor, tyngdepunktet i vårt område av intergalaktisk rom som tiltrekker vår lokale gruppe av galakser innover og påvirker bevegelsen av andre galakse-klynger.
"Vi har endelig etablert konturene som definerer superklassen av galakser vi kan ringe hjem," sa R. Brent Tully fra University of Hawaii. "Dette er ikke i motsetning til å finne ut for første gang at hjembyen din faktisk er en del av et mye større land som grenser andre nasjoner."
2Hva uhyrlig skjebne venter på jorden?
Astronomer engasjerer seg i en slags himmelsk arkeologi, hvor de studere ruinene av planeter etter at deres verste stjerner dør.De første funnene tyder på en uheldig skjebne for Jorden.
Det hele startet som et oppdrag for å løse mysteriet om hvordan døende hvite dvergstjerner blir forurenset. En hvit dvergens atmosfære, som skal være ren hydrogen eller ren helium, er ofte forurenset av tyngre elementer som karbon, jern og silisium.
Opprinnelig trodde forskerne at elementene ble presset til overflaten ved ekstrem stråling fra dypt inne i stjernen. Men ved hjelp av et kraftig teleskop for å gjøre en grundig analyse, kunne astronomene se fingeravtrykk av elementer som karbon, fosfor, silisium og svovel når disse elementene var i den hvite dvergens atmosfære. Stjernene med forurenset atmosfære viste et høyere forhold mellom silisium og karbon enn vanligvis sett i stjerner. Faktisk var det samme forhold funnet i steinete planeter.
"Mystikken i sammensetningen av disse stjernene er et problem vi har forsøkt å løse i mer enn 20 år," sa professor Martin Barstow fra University of Leicester. "Det er spennende å innse at de svelger opp rester fra planetariske systemer, kanskje som vår egen."
Så det er den uhyggelige skjebnen som venter på Jorda. Milliarder år fra nå, vil vår planet være lite mer enn steinete forurensning i Solens døende rester.
1How vil vår galakse ende?
Ved å løse et mysterium om hvordan galakser utvikler seg, utviklet forskere også en bedre forståelse av skjebnen til vår Melkeveis galakse. De vet at utviklingen av noen galakser påvirkes av supermassive svarte hull i sine sentre, akkurat som vi har i Melkeveien. Disse svarte hullene utviser nesten all den kalde gassen fra de berørte galakser. Uten kald gass kan disse galakser ikke danne nye stjerner.
Mens utstrømningen av molekylær hydrogen gass er en akseptert del av teorien om galaktisk evolusjon, ble forskerne forvirret av hvordan disse utstrømningene av gass ble akselerert. Ved hjelp av avanserte teleskoper for å studere nærliggende galakse IC5063, fant forskerne at høy-energi-stråler av elektroner, drevet av sentrale svarte hull, akselererer utgangen av molekylær hydrogengass.
Dette peker også på det endelige resultatet for vår Melkeveis-galakse, som antas å kollidere med vår galaktiske nabo, Andromeda, på omtrent fem milliard år. Når de to galakser kolliderer, vil gass samles i systemets sentrum og kraften sin supermassive sorte hull. Det vil føre til at dysene dannes og vil skille ut noen gass igjen i galaksen. Når det skjer, vil den fusjonerte galaksen ikke kunne danne nye stjerner.
+ Er det bare en illusjon?
Vi tror vi forstår mer og mer om vårt univers. Men forskere ved US Department of Energys Fermi National Accelerator Laboratory bruker et laseranalyseprosjekt kalt Holometer for å se om vi faktisk lever i et hologram. Det ville bety at vår 3-D-verden bare er en illusjon, med alt virkelig kodet i små 2-D-pakker.
Det ville lignes på hvordan TV-showpersoner tror de bor i en 3-D-verden, men de er fanget på en 2-D-skjerm. Forskere mener at informasjonen i vårt univers kan være inneholdt i pakker som hvordan pikslene på en TV-skjerm inneholder datapunkter. Når du står nær TVen din, kan du se individuelle piksler. Men når du beveger deg lenger tilbake, ser alle pikslene ut til ett bilde.
Det er mulig at vår verden er definert på den måten, med vår "piksel" av rom som er lik et område på omtrent 10 billioner ganger mindre enn et atom. "Vi vil finne ut om romtid er et kvantesystem akkurat som det er," sa Craig Hogan fra Fermilab. "Hvis vi ser noe, vil det helt forandre ideer om plass vi har brukt i tusenvis av år."
Kanskje det blir vår verdens skumringstid øyeblikk.