Рождение и эволюция галактик — Ин-Спейс
В ясную ночь вы можете наблюдать за полосой Млечного Пути в небе. На протяжении тысячелетий астрономы смотрели на него с трепетом, медленно приближаясь к осознанию того, что наше Солнце – всего лишь одна из миллиардов звезд в Галактике. С течением времени улучшались наши инструменты и методы, и мы пришли к пониманию, что сам Млечный Путь всего лишь одна из миллиардов галактик, составляющих Вселенную.
Благодаря теории относительности и открытию скорости света мы также поняли, что, когда мы смотрим сквозь пространство, мы смотрим назад во времени. Увидев объект в одном миллиарде световых лет от нас, мы знаем, что так он выглядел миллиард лет назад. Эффект машины времени позволил астрономам изучить эволюцию галактик.
Процесс формирования и развития галактик остается предметом интенсивного внимания и по-прежнему скрывает долю тайн.
Формирование галактик
Текущий научный консенсус заключается в том, что вся материя во Вселенной была создана примерно 13,8 миллиарда лет назад во время события, известного как Большой Взрыв.
После быстрого расширения и охлаждения все вещество было почти однородно распределено. В течение нескольких миллиардов лет более плотные участки Вселенной стали гравитационно притягиваться друг к другу. Поэтому они стали плотнее, образовав газовые облака и большие сгустки материи.
Спиральная галактика Messier 74, расположенная в 32 миллионах световых лет от нас, содержит около 100 миллиардов звезд. Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble CollaborationОблака газообразного водорода внутри протогалактик претерпели гравитационный коллапс, чтобы стать первыми звездами. Некоторые из этих ранних объектов были крошечными карликовыми галактиками, в то время как другие приняли привычную спиральную форму, как и наш Млечный Путь.
Галактические слияния
Однажды сформировавшись, эти галактики развивались в более крупные галактические структуры, называемые группами, скоплениями и сверхскоплениями. С течением времени, галактики притягивались друг к другу силой тяжести и объединялись. Результат этих слияний зависел от массы столкнувшихся галактик.
Малые галактики поглощаются крупными соседями, увеличивая их массу. Так Млечный Путь недавно слопал несколько карликовых галактик, превратив их в потоки звезд, которые вращаются вокруг галактического ядра. Но галактики сходного размера объединяются и становятся гигантскими эллиптическими галактиками.
Когда это происходит, тонкие спиральные структуры исчезают. Эллиптические галактики являются одними из крупнейших звездных объединений. Еще одним последствием этих слияний является то, что сверхмассивные черные дыры в их центрах становятся еще больше.
Хотя не все слияния приводят к эллиптическим структурам, все они значительно изменяют строение объединенной галактики.
Во время слияний реальные столкновения звездных систем маловероятны, учитывая огромные расстояния между светилами. Однако, слияние может привести к гравитационным ударным волнам, которые способны спровоцировать образование новых звезд. Это то, что по прогнозам произойдет, когда Млечный Путь сольется с галактикой Андромеды через 4 миллиарда лет.
Смерть галактик
В конечном счете в галактиках перестают формироваться звезды, когда истощается запас холодного газа и пыли. Звездообразование замедляется в течение миллиардов лет, пока полностью не прекратится. Однако, продолжающиеся слияния гарантируют, что все новые и новые звезды, газ и пыль оседают в старых галактиках, тем самым продлевая их жизнь.
В настоящее время считается, что наша Галактика имеет почти полный запас водорода, и формирование звезд продолжится, пока он истощается. Звезды, подобные Солнцу, могут просуществовать около 10 миллиардов лет, но самые маленькие красные карлики смогут жить несколько триллионов лет. Благодаря наличию карликовых галактик и предстоящему слиянию с Андромедой Млечный Путь сможет существовать еще дольше.
В итоге все галактики во Вселенной со временем становятся гравитационно связанными друг с другом и объединяются в гигантские эллиптические галактики. Астрономы встречали подобные «ископаемые», хорошим примером которых является Messier 49, сверхмассивная эллиптическая галактика.
Эллиптическая галактика Messier 49. Credit: Siggi KohlertПосле того, как наша Галактика сольется с Андромедой, она продолжит свой путь, чтобы слиться со всеми другими близлежащими галактиками в Местной группе. Мы можем ожидать, что эту сверхгалактику постигнет та же участь. Так, эволюция галактик происходит на протяжении миллиардов лет и продолжится в обозримом будущем.
Астрономы впервые наблюдали начало конца далекой галактики — Наука
С помощью обсерватории ALMA ученые впервые заметили, как далекая галактика выбросила в окружающий космос почти половину газа, который необходим ей для формирования звезд. Количество газа, которое выходит из этой галактики за один земной год, в 10 тыс. раз больше, чем масса Солнца. Ученые считают, что это начало конца для галактики – постепенно в ней закончится газ для звездообразования и она «умрет». Статью об этом опубликовал научный журнал Nature Astronomy.
Галактика «живет», пока в ней достаточно газа для производства звезд. Когда такой газ заканчивается, галактика погибает. Астрономам редко выдается шанс наблюдать детали этого процесса. Благодаря инструментам обсерватории ALMA они впервые увидели, как начинается угасание очень далекой галактики ID2299.
Свет от нее идет до Земли около 9 млрд лет, то есть она располагается на расстоянии более 9 млрд световых лет от нас. Более – потому что за то время, пока этот свет шел до Земли, Вселенная продолжала расширяться. То есть сейчас астрономы видят эту галактику в том состоянии, в котором она была спустя 4,5 млрд лет после Большого взрыва.
Исследуя снимки ALMA, астрономы под руководством Аннаграции Пульиcи из Даремского университета (Великобритания) обнаружили, что в то время, 9 млрд лет назад, из ID2299 в межгалактическое пространство очень интенсивно утекал холодный газ – «топливо» для новых звезд. Скорость истечения была эквивалентна 10 тыс. массам Солнца в год, то есть около 46% всего газа в этой галактике.
При этом в ID2299 продолжались активные процессы звездообразования, то есть газ расходовался и на рождение звезд, и уходил «вхолостую». Астрономы предполагают, что из-за этого галактика может очень быстро погаснуть – всего через десятки миллионов лет, небольшое время по меркам Вселенной.
Раньше астрономы предполагали, что галактики начинают выбрасывать вещество из-за звездных ветров и активности черных дыр в их центре. Однако в случае с ID2299 все может быть иначе. Дело в том, что Пульиси и ее коллеги разглядели на снимках ALMA не только выброс газа, но и так называемый приливный хвост.
Так называют вытянутые потоки газа и звезд, которые истекают в межгалактическое пространство из-за слияния галактик. Обычно у далеких галактик разглядеть подобный хвост довольно сложно, но Пульиси и ее коллегам это удалось. Они подозревают, что за истечение газа из ID2299 отвечает именно приливный хвост. То есть к началу угасания этой галактики могло привести столкновение двух других галактик, в результате которого, вероятно, ID2299 и сформировалась.
» Наше исследование показывает, что газовые истечения могут порождаться слияниями галактик и что звездные ветры и приливные хвосты могут действовать очень похожим образом», – считает коллега Пульиси Эманюэль Дадди. Поэтому, считает она, астрономам, возможно, придется пересмотреть свои взгляды относительно того, как «умирают» галактики.
Ученые надеются, что в будущем смогут продолжить наблюдения ID2299 с помощью инструментов ALMA, увеличив разрешение снимков. Благодаря этому можно будет лучше понять, как именно галактика выбрасывала этот газ, а также больше узнать о процессе угасания галактик.
Астрономы показали рождение первых звезд во Вселенной
Фото: ЕКА
Галактика MACS0416-JD. Ее возраст оценивается в 351 млн лет, что означает, что она образовалась через 178 млн лет после Большого взрыва. Звездная масса этой галактики в миллиард раз больше массы Солнца. Этот объект в настоящее время является самой далекой галактикой, обнаруженной с помощью телескопа ALMA
Согласно новому исследованию, проведенному учеными из Университетского колледжа Лондона и Кембриджского университета (Великобритания), космический рассвет, когда звезды сформировались впервые, произошел через 250–350 млн лет после возникновения Вселенной.
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, коротко о нем рассказывает SciTech Daily.
«Теоретики предполагают, что Вселенная была темной в течение первых нескольких сотен миллионов лет, до образования первых звезд и галактик. Быть свидетелем того момента, когда во Вселенной впервые возник звездный свет, — это главная задача астрономии», — заявили авторы работы.
Для этого исследовательская группа изучила шесть самых далеких галактик, известных в настоящее время, свет которых шел к нам на протяжении большей части жизни Вселенной. Расстояние этих галактик от Земли составляет более 13 млрд световых лет, так что мы видим их такими, какими они были, когда Вселенной было всего 550 млн лет.
Анализируя изображения, полученные с космических телескопов «Хаббл» и «Спитцер», исследователи подсчитали, что возраст этих галактик на тот момент, когда мы их видим, составляет от 200 до 300 млн лет. Это означает, что космический рассвет в них произошел, когда Вселенной было 250–350 млн лет (сейчас ее возраст составляет 13,8 млрд лет).
На видео показано образование и эволюция первых звезд и галактик в виртуальной вселенной, похожей на нашу. Моделирование начинается незадолго до космического рассвета, когда Вселенная лишена звездного света, и продолжается до эпохи через 550 млн лет после Большого взрыва, когда наблюдаются шесть галактик, проанализированных авторами исследования. Возраст Вселенной в миллионах лет показан в верхнем левом углу.
На вставке изображена эволюция галактики, подобной тем, что были рассмотрены в исследовании. Фиолетовые области показывают нитевидное распределение газа, состоящего в основном из водорода. Белые области представляют звездный свет, а желтые изображают энергичное излучение самых массивных звезд, которое способно ионизировать окружающий водородный газ.
По мере того как массивные звезды быстро достигают конца своей жизни, они вспыхивают мощными взрывами сверхновых, вытесняющих окружающий газ. Галактики, подобные показанной, постоянно притягивают материал из близлежащих более мелких систем и быстро растут.
«За последнее десятилетие астрономы отодвинули границы наблюдаемой Вселенной до пределов, когда Вселенной было только 4% от ее нынешнего возраста. Однако из-за ограниченной прозрачности атмосферы Земли и лимита возможностей космических телескопов «Хаббл» и «Спитцер» мы достигли своего предела, — сообщили астрономы. — Сейчас мы с нетерпением ожидаем запуска космического телескопа «Уэбб», который, как мы полагаем, способен непосредственно засвидетельствовать космический рассвет».
Все более тяжелые элементы во Вселенной, кроме водорода, гелия и лития, синтезируются в звездах, а затем распространяются по Вселенной, когда звезды взрываются, завершив свой жизненный цикл. Эти элементы входят и в состав человеческого организма — например, кальций в костях и железо в крови. Таким образом, на видео мы наблюдаем очень дальнюю историю нашего собственного происхождения.
Телескоп «Хаббл» показал, как рождается звезда
«Ощущение настоящего неба». Текст, после которого вам захочется в планетарий
Галактика героев» — бесплатная мобильная игра — официальный сайт EA
США Австралия Австрия Аргентина Бельгия Бразилия Великобритания Венгрия Германия Гонконг Греция Дания Израиль Индия Ирландия Испания Италия Канада Китай Колумбия Корея Мексика Нидерланды Новая Зеландия Норвегия ОАЭ Польша Португалия Россия Саудовская Аравия Сингапур Словакия Таиланд Тайвань Турция Украина Финляндия Франция Чешская Республика Чили Швейцария Швеция Южная Африка Япония Я могу отозвать своё согласие в любое время, изменив свои предпочтения, связавшись с Electronic Arts Inc. на веб-сайте privacyadmin.ea.com или написав по адресу ATTN: Email Opt-Out, 209 Redwood Shores Pkwy, Redwood City, CA, 94065, USA. Войти и подписаться Подписаться Обновить страницуНеобходимо выполнить вход и подписаться на новостные рассылки EA.
Чтобы активировать предмет, подпишитесь на новостную рассылку о «ЗВЁЗДНЫХ ВОЙНАХ».
Вы подписались на рассылку игры «Звёздные войны™: Галактика героев» и прочих новостей EA, включая информацию о продуктах, событиях и акциях. Отменить подписку можно в любое время, изменив свои предпочтения электронных сообщений.
Вы уже подписались на новостную рассылку игры «Звёздные войны™: Галактика героев» из письма выше. Проверьте папку «Спам», письмо могло попасть в нее. Если вы так и не получаете нашу рассылку, свяжитесь с EA.
К сожалению, вы не можете подписаться на новостную рассылку.
Произошла ошибка. Повторите попытку позже.
Температура Вселенной выросла в несколько раз
За последние восемь миллиардов лет средняя температура вещества во Вселенной выросла троекратно, и этот разогрев продолжается. Такой вывод сделан в научной статье, опубликованной в издании Astrophysical Journal.
Трудности роста
В первые доли секунды после Большого взрыва вещество было невероятно горячим. При такой температуре не могли существовать даже протоны, не говоря об атомах. Однако Вселенная стремительно расширялась. Тепловая энергия распределялась по всё большему пространству, и космос остывал. Когда вещество достаточно остыло, начался процесс формирования Вселенной, какой мы её знаем.
Большую роль в этом сыграла тёмная материя. Согласно современным теориям, частицы тёмной материи не сталкиваются друг с другом (в отличие от молекул обычного вещества). Поэтому в сгустке этой загадочной субстанции не возникает давления. Он не оказывает сопротивления, если его сжимать. В результате именно тёмная материя первой собралась в облака под действием собственной гравитации. Под действием тёмной материи в этих облаках сгущался и обычный газ. Эти сгустки и стали зародышами будущих галактик.
Облака из тёмной материи и обычного вещества всё больше сжимались под действием собственного тяготения. Кроме того, они притягивались и друг к другу, поэтому сталкивались и сливались. Из крошечных первоначальных сгустков возникали объекты побольше, потом – ещё больше. Так возникли небольшие протогалактики, которые в конце концов слились в галактики.
Эти бурные события не прошли бесследно для обычной (не тёмной) материи. При столкновении облаков газа в них возникали ударные волны, разогревавшие вещество.
Этот процесс продолжается и в наши дни. Ведь галактики продолжают сближаться друг с другом и сталкиваться, а значит, порождать новые ударные волны в межгалактическом газе.
Итак, вскоре после того как Вселенная остыла, в ней начался обратный процесс: нагрев вещества из-за столкновений его сгустков. Так, по крайней мере, гласит теория.
По мере того как тёмная материя собиралась в сгустки, увлекая за собой обычное вещество, температура газа росла. Перевод Вести.Ru.
Поставить космосу градусник
А что говорят наблюдения? Астрономы давно знают, что в скоплениях галактик пространство между «звёздными островами» заполнено разреженным, но очень горячим газом. Версия о том, что этот газ нагрелся в результате вышеописанного процесса, весьма соблазнительна. Но если так, то в прошлом он должен был быть холоднее, чем сегодня.
К счастью, у астрономов есть своеобразная машина времени. Ведь свет от самых далёких галактик путешествует к нам миллиарды лет. Значит, мы видим их такими, какими они были миллиарды лет назад.
Но как измерить температуру газа вокруг галактик? В этом авторам новой работы помог эффект Сюняева–Зельдовича. Напомним, в чём он состоит. Электроны межгалактического вещества воздействуют на реликтовое излучение, оставляя в нём своеобразный след. По этому воздействию можно определить температуру вещества, через которое прошли древние реликтовые фотоны.
Учёные использовали карты реликтового излучения, составленные миссией Planck. Эти данные они сопоставили с результатами обзора SDSS, создатели которого нанесли на карту множество скоплений галактик вместе с расстоянием до них.
Как выяснили исследователи, за последние 7,7 миллиарда лет температура газа вокруг галактик выросла втрое: с 700 тысяч до двух миллионов градусов.
Отметим, что 7,7 миллиарда лет назад подавляющая часть галактик уже сформировалась, хотя небольшие звёздные системы продолжали объединяться в более масштабные. Если бы астрономам удалось заглянуть в эпоху рождения первых галактик, они наверняка увидели бы ещё более быстрый разогрев. Согласно теоретическим расчётам, за последние 10 миллиардов лет температура газа выросла вдесятеро!
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о нитях горячего газа, протянувшихся между галактиками. Писали мы и о том, сколько во Вселенной материи и звёздного света.
Галактика | Акции и скидки
Акции и скидки
Коллективные и групповые посещения для школьников в будние дни — 20% с понедельника по пятницу.
*Акция распространяется на коллективное посещение школьников от 10 человек. Действует на фильмы, с первого дня проката, если нет ограничения по меморандуму. Акция не суммируется с остальными скидками.
Приобрести билет со скидкой можно только на кассе кинотеатра.
Для именинника и его компании (до 5 человек) -50%
*Получить скидку по акции можно только один раз непосредственно в день рождения и в течении недели после дня рождения. Скидка действует только при предъявлении паспорта или водительского удостоверения, на кассе кинотеатра. Действует на любой фильм, без ограничения. Скидки и акции не суммируются между собой. Приобрести билет со скидкой можно только на кассе кинотеатра.
Действует на все фильмы без исключения.
Участникам ВОВ — бесплатно
*При предъявлении соответствующего документа. Скидка действует на все фильмы, не действует в праздничные и предпраздничные дни, не суммируется с другими скидками и акциями. Приобрести билет со скидкой можно только на кассе кинотеатра.
Людям с ограниченными возможностями — бесплатно, сопровождающему 30% от стоимости билета
*Акция действует на фильмы, к которым закончилось действие меморандумов дистрибьютеров. Не действует в праздничные и предпраздничные дни, не суммируется с другими скидками и акциями. Подробности уточняйте в кассах кинотеатра. Акция действует при наличии социальной карты инвалида, либо другого подтверждающего документа. Приобрести билет со скидкой можно только на кассе кинотеатра.
Многодетные семьи – 30%
*Многодетные семьи и их дети могут воспользоваться скидкой 30% на билеты При предъявлении соответствующего документа, дающего право на льготу или паспорта гражданина РФ (страница 16 и 17, 3 и более детей) на кассе кинотеатра. Скидки действуют c первого дня проката , если нет ограничений по меморандуму. Акции и скидки не суммируются. Приобрести билет со скидкой можно только на кассе кинотеатра.
Пенсионерам 30%
*Скидка действует при предъявлении пенсионного удостоверения, на фильмы к которым закончилось действие меморандумов дистрибьютеров. Со списком фильмов можно ознакомиться в разделе «Меморандум», или на кассе кинотеатра. Акции и скидки не суммируются. Приобрести билет со скидкой можно только на кассе кинотеатра.
Дети до 3-х лет: — бесплатно.
*Дети до 3-х лет включительно проходят на все сеансы бесплатно, при условии, что во время сеанса ребенок не занимает отдельное кресло и находится на руках у взрослого. Льгота распространяется только на фильмы с возрастными ограничениями «0+». Приобрести билет со скидкой можно только на кассе кинотеатра.
Специальные определения —
*Меморандум — это ограничения кинопрокатных компаний на действие скидок, акций, клубных программ и пригласительных билетов. Администрация кинотеатра оставляет за собой право дополнительно ограничивать действие акции на определенный перечень фильмов, так же отменяет все бесплатные посещения . Информацию по фильмам, участвующим в акции, уточняйте в разделе меморандум либо на кассе кинотеатра. Меморандум действует определенный временной промежуток (от одной до двух недель проката).
*Пригласительный билет — Дает право бесплатного просмотра любого фильма 2D и 3D формата. Пригласительный действителен на одну и две персоны, и продаже не подлежит. Не распространяется на фильмы , ограниченные меморандумом дистрибьюторов. Список фильмов можно посмотреть в разделе «Меморандум», на кассе кинотеатра и в официальной группе кинотеатра «Галактика» в социальной сети «Вконтакте». Пригласительный действует строго с понедельника по пятницу.
*Возрастные ограничения — Возрастные ограничения установлены с целью воспрепятствовать детям и школьникам смотреть фильмы, не соответствующие их возрасту, а также, чтобы помочь родителям при выборе фильмов в кинотеатрах Для соблюдения возрастных ограничений, кинотеатры вправе требовать предъявления документа, подтверждающего возраст зрителя, при покупке билета.
Новые изображения ESO показывают особенности близлежащих галактик
Астрономы опубликовали новые изображения близлежащих галактик, которые напоминают красочный космический фейерверк. На них показаны компоненты галактик, что позволяет точно определять местоположение молодых звезд и газа.
Команда астрономов опубликовала новые изображения близлежащих галактик, которые напоминают красочный космический фейерверк. Фотографии, полученные с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории (VLT ESO), показывают компоненты галактик в различных цветах, что позволяет астрономам точно определять местоположение молодых звезд и газа, который они нагревают вокруг себя. Объединив эти новые наблюдения с данными ALMA, ученые получают больше информации о том, что вызывает образование звезд из газа, сообщает пресс-служба ESO.
Известно, что звёзды рождаются в облаках газа. Но что вызывает звездообразование и какую роль галактики в целом играют в этом – все ещё вопрос для науки. Рождаются ли звезды в определенных регионах своих родительских галактик? И, если это так, то почему? И как после рождения звезд их эволюция влияет на формирование новых поколений звезд? Данное исследование помогает приблизиться к ответам на эти вопросы.
Ученые использовали спектрограф MUSE на Очень большом телескопе ESO, чтобы проследить за новорожденными звёздами и тёплым газом вокруг них, который освещается и нагревается звездами. MUSE собирает спектры – «штрих-коды», которые сканируют астрономы, чтобы раскрыть свойства и природу космических объектов – в каждом месте в пределах своего поля зрения, таким образом предоставляя гораздо более богатую информацию, чем традиционные инструменты. В рамках этого проекта MUSE наблюдала 30 тысяч туманностей теплого газа и собрала около 15 миллионов спектров различных областей галактики.
Также исследователи изучили наблюдения ALMA. ALMA, которая, как и VLT, находится в Чили, особенно хорошо подходит для картографирования облаков холодного газа – частей галактик, обеспечивающих сырье, из которого формируются звезды. Ее данные позволили астрономам нанести на карту около 100 000 областей холодного газа в 90 близлежащих галактиках, создав беспрецедентно четкий атлас звездных яслей в тесной Вселенной.
Комбинируя изображения MUSE и ALMA, астрономы могут исследовать галактические регионы, где происходит звездообразование, по сравнению с тем, где это ожидается, чтобы лучше понять, что запускает, ускоряет или сдерживает рождение новых звезд. Полученные в результате изображения дают захватывающе красочное представление о «звездных яслях» в соседних галактиках.
Помимо изображений ALMA и MUSE, астрономы также использовали данные с космического телескопа «Хаббл» НАСА/ЕКА. Были выбраны различные обсерватории, чтобы команда могла сканировать наших галактических соседей на разных длинах волн (видимая, ближняя инфракрасная и радио-), причем каждый диапазон длин волн раскрывает отдельные части наблюдаемых галактик.
«Их комбинация позволяет нам исследовать различные стадии рождения звезд – от образования звездных яслей до самого начала звездообразования и окончательного разрушения яслей новорожденными звездами – более подробно, чем это возможно с наблюдениями с одного прибора», – говорит член команды Франческо Бельфиоре из INAF-Arcetri во Флоренции (Италия).
[Фото: ESO/PHANGS]
Рождение и формирование галактик
Рождение и формирование галактик
«Правда страннее вымысла, но это потому, что
художественная литература обязана придерживаться возможностей; правда — нет «.
— Марк Твен
Ясной безлунной ночью часто можно увидеть туманную светящуюся полосу, тянущуюся по небу. Древние придумали множество фантастических мифов, объясняющих этот «млечный путь». Галилей был первым, кто посмотрите на эту дымку в телескоп и обнаружите, что она состоит из бесчисленных тусклых звезд.Сегодня, мы понимаем, что эта туманная полоса — это наш взгляд изнутри огромного диска, который является домом для миллиардов звезд, включая нашу собственную Солнце и огромное количество межзвездной пыли. Это наша галактика — Млечный Путь.
Ранее в этом столетии наблюдения Эдвина Хаббла привели к открытию, что наши наблюдения являются лишь одним из много миллиардов галактик, которые усеивают вселенную каждой Галактика является домом для миллиардов звезд. Некоторые, как Млечный Путь — это плоские диски с дугообразными спиральными рукавами и областями плотного межзвездного газа, которые называются туманности, которые являются активными центрами звездообразования.Третьи представляют собой эллиптические скопления зрелые звезды, практически лишенные межзвездного газа и пыли.
Происхождение галактики — теории и открытия
Галактики не разбросаны по Вселенной случайным образом, а часто встречаются в «скоплениях», которые, в свою очередь, являются частями более крупных группировок, называемых «суперкластерами». Как эти структуры вселенная возникла? Собрался ли материал, из которого состоят галактики, первым, что породило звезды, или звезды образовались первыми, тяготея друг к другу, образуя галактики?
Астрономы второй половины 20 века сделали удивительные открытия, расширив наши возможности. понимание Вселенной и наше видение за пределами видимой части электромагнитного спектр.Знания человечества о том, как родился космос и как возникают многочисленные явления. росла экспоненциально за период времени, равный всего одной человеческой жизни. Тем не менее, несмотря на эти большие успехи, некоторые фундаментальные вопросы остаются в основном без ответа, главные из которых им, как образовались первые галактики?
Наше понимание происхождения Вселенной затрудняется отсутствием прямых наблюдений. По сути, астрономы пытаются собрать пазл из 10 000 частей из дюжины частей найдены под столом, которые жевала кошка.Как и археологи, астрономы должны очистить слои времени, чтобы найти ключи к разгадке. рождение галактик. Поскольку большие телескопы строятся для наблюдения за более тусклыми и более далекими галактиками, мы можем исследовать дальше назад во времени. За последние годы астрономы добились больших успехов, всматриваясь в дальше в космос для изучения объектов, существовавших, когда Вселенная была еще очень молодой. Но никто еще видел эпоху, когда галактик не существовало. Для этого нам нужно вернуться к время, когда Вселенной было всего несколько сотен миллионов лет, и посмотрите в зарождающихся галактиках.
Назад к началу — как все начиналось
Теории о том, как все началось, основаны на научных наблюдения и исследования некоторых из самых ярких умов, но эти теории не следует рассматривать как факт. Там могут быть радикально новые разработки, которые могут значительно изменить наше понимание происхождения Вселенной.
Учитывая современные знания человечества, кажется вполне разумным, что могло быть Большой взрыв, первобытный взрыв, принесший все пространство и время, вся материя и энергия в бытие.На несколько сотен тысячу лет сразу после этого вселенная была слишком горячей для элементов образоваться, поэтому он состоял из смеси субатомных частиц и излучения. Когда Вселенная остыла до точки, в которой материя стала прозрачной под действием излучения начали образовываться первые атомы водорода и гелия. Картинки снято космическим агентством НАСА Предыстория исследователя указывает на то, что безликое море космических частиц и излучение теперь показало первые признаки структуры.Были ли эти тонкие вариации в гладкой вселенной, семена, которые выросли, чтобы сформировать первые галактики? Мы не знаем; и пока мы можем только предполагать.
| Ранняя вселенная, как ее видит Исследователь космического фона. [подробнее] |
Некоторые астрономы считают, что Вселенная была построена из маленьких частей, таких как газовые облака и звезды. скопления, которые со временем сливались, образуя галактики и скопления галактик.Другие предполагают, что ранняя Вселенная сначала распалась на колоссальные скопления, в которых было достаточно строительных материалов, чтобы сделать структуры самого грандиозного масштаба — огромные стены и покровы миллионов галактик — которые фрагментируется на газ и облака все меньшего размера, что в конечном итоге приводит к образованию отдельных галактик.
В первом сценарии Млечный Путь сформировался бы, когда звездные скопления слились, чтобы сформировать выпуклость галактики, или ядро, которое затем аккрецировало больше газа и пыли, чтобы сформировать свой сплющенный спиральный диск руки.Но, согласно второму сценарию, Млечный Путь должен был родиться через некоторое время после огромная область газа и пыли начала конденсироваться в нашу местную группу галактик. Продолжение фрагментация произвела бы все более мелкие сборки, в конечном итоге породив отдельные галактики, такие как наш Млечный Путь и его соседи, Большое и Малое Магеллановы Облака.
| Галактика Млечный Путь с ребра. [подробнее] |
Когда астрономы изучают Млечный Путь, они могут узнать о рождении, жизни и смерти его звезд. потому что они видят звезды на разных этапах эволюции.Детальные исследования возраста и химического Состав этих звезд предполагает, что Млечный Путь вёл относительно спокойное существование, образуя звезд со скоростью несколько солнц в год в течение последних 10 миллиардов лет. Но пока эти звезды предлагают ключи к возрасту нашей галактики, они представляют мало свидетельств, которые помогают объяснить, как первоначально Млечный Путь сформирован.
За пределами Млечного Пути: ответы на основные вопросы
| Никогда прежде не виданные галактики дальнего космоса.[подробнее] |
Заглянув за пределы нашей галактики с помощью современных телескопов, астрономы могут изучать как средние, так и зрелые галактики. Когда космический телескоп НАСА Хаббл был направлен на одну крошечную точку неба в течение 10 дней, в результате предоставил наиболее подробное из когда-либо полученных сведений о ранней Вселенной. В изображение содержит ошеломляющий ассортимент: 1500 галактик на разных стадиях эволюции, некоторые из которых относятся ко времени, когда Вселенная была только миллиард лет.
На этом глубоком изображении видны узнаваемые формы: сферические галактики, называемые эллиптическими, красноватые. в цвете благодаря их свету от зрелых звезд и кристально-голубых спиральных галактик, сияющих от свечение их горячих молодых звезд. Есть также странные, похожие на головастиков предметы, потревоженные и потревоженные. очевидно сливающиеся галактики, получившие название «останки поездов», а также множество тусклых «карликовых» галактики. Некоторые из этих объектов может восходит к первому поколению галактик и звезд.Эти космические осколки и фрагменты эволюционировали? в сегодняшние узнаваемые галактики? Они такие маленькие, как кажутся, но яркие от больших вспышек? звездообразования? Или они огромны, и большая часть их звездного населения скрыта от глаз облака пыли?
Ответы на эти вопросы остаются недоступными, поэтому загадка остается. Астрономы могут только теоретизировать о том, как колебания плотности в море субатомных частиц могут сформировали огромное разнообразие форм и размеров галактик, из которых состоит Вселенная, как мы ее видим. сегодня.И понимание эволюции галактик необходимо для решения еще более фундаментальных проблем. вопросы о расширении пространства и конечной судьбе Вселенной.
Формирование галактики | StarDate Online
Одна из самых серьезных проблем, с которыми сегодня сталкиваются астрономы, — это понимание того, как формируются галактики.
Наблюдения космического телескопа Хаббл и наземных инструментов показывают, что первые галактики сформировались всего через один миллиард лет после Большого взрыва, который, вероятно, произошел примерно 13-14 миллиардов лет назад.
Есть две основные теории, объясняющие, как образовались первые галактики. Правда может включать в себя обе идеи.
Один говорит, что галактики родились, когда огромные облака газа и пыли схлопнулись под действием собственного гравитационного притяжения, что привело к образованию звезд.
Другой, набравший силу в последние годы, говорит, что молодая Вселенная содержала множество маленьких «комков» материи, которые слипались вместе, образуя галактики. Космический телескоп Хаббла сфотографировал множество таких комков, которые могут быть предшественниками современных галактик.Согласно этой теории, большинство ранних больших галактик были спиралевидными. Но со временем многие спирали слились в эллипсы.
Процесс образования галактик не остановился. Наша вселенная продолжает развиваться. Маленькие галактики часто поглощаются более крупными. Млечный Путь может содержать останки нескольких меньших галактик, которые он проглотил за свою долгую жизнь. Млечный Путь уже сейчас переваривает по крайней мере две маленькие галактики и может втянуть в себя другие в течение следующих нескольких миллиардов лет.
Слияния галактик случаются довольно часто. Большая часть ярких галактик, которые мы видим сегодня, возможно, образовались в результате слияния двух или более меньших галактик.
Слияния являются обычным явлением, потому что вселенная переполнена в масштабе галактических расстояний. Размер диска Млечного Пути, например, составляет около 100 000 световых лет; ближайшая большая галактика, большая спираль в Андромеде, которая немного больше Млечного Пути, находится на расстоянии около 2,5 миллионов световых лет от нас. Это означает, что расстояние между этими двумя галактиками всего примерно в 25 раз больше, чем размеры самих галактик.Это не оставляет много места для галактик.
Галактики тоже очень массивны, поэтому их гравитация велика. Когда вы толкаете их вместе, притяжение может быть настолько сильным, что две галактики цепляются друг за друга и не отпускают. В конце концов они сливаются, образуя единый гигантский звездный город.
Самые большие галактики — гигантские эллиптические. Они похожи на яйца или футбольные мячи. Они могут быть в 10 раз больше Млечного Пути и содержать более триллиона звезд. Такие галактики, вероятно, образовались, когда две или более спиралей, таких как Млечный Путь, слились в единую галактику.
Одним из свидетельств, подтверждающих теорию слияния, является большое количество эллипсов в плотных скоплениях галактик, где слияния должны быть обычным явлением. Например, два гигантских эллипса доминируют в центре плотно упакованного скопления комы. А сердце скопления Девы состоит из трех гигантских эллипсов, каждый размером почти миллион световых лет.
Слияния могут занять от нескольких сотен миллионов до нескольких миллиардов лет. Они могут вызвать интенсивные вспышки нового звездообразования и даже создать гигантские черные дыры.
звезд остаются невредимыми
Галактические столкновения редко приводят к столкновениям между отдельными звездами. Даже когда две галактики сталкиваются друг с другом, расстояние между звездами огромно. Тем не менее, звезды могут пострадать от столкновений. Их можно вывести на новые орбиты или даже выбросить из родительских галактик в межгалактическое пространство.
Хотя галактические столкновения редко разрушают звезды, они часто создают их. Когда огромные облака газа и пыли в сливающихся галактиках сталкиваются вместе, они могут создавать тысячи или даже миллионы новых звезд.
Созерцая рождение и смерть звезд
Высокое разрешение и широкополосная чувствительность космического телескопа Хабблпозволили астрономам по-новому взглянуть на жизнь звезд от рождения до смерти. Хаббл исследовал звездные инкубаторы огромных молекулярных облаков. Телескоп неожиданно обнаружил первые свидетельства того, что образование планет сопровождает рождение звезд. Фейерверки, сопровождающие смерть звезды, от экзотической планетарной туманности до титанических звездных взрывов, открыли для Хаббла новые загадки.
Фон
Звезды — строительные блоки Вселенной. Они собраны в гигантские звездные скопления, похожие на города. В свою очередь, города объединены в континенты — галактики. Звезды — это печи, работающие на ядерном синтезе, для изготовления более тяжелых элементов, которые, в свою очередь, становятся строительными блоками для жизни, какой мы ее знаем. Потенциальные среды обитания, планеты — частый побочный продукт рождения звезд. Это сросшиеся обломки, оставшиеся от материала, упавшего во вновь формирующуюся звезду.Как только звезда переходит в спокойное состояние с вращающимися вокруг нее планетами, энергия звезды потенциально может питать жизнь, если планета находится на удобном расстоянии от звезды. Следовательно, судьба Земли в прошлом и будущем тесно связана с поведением и эволюцией нашей ближайшей звезды, Солнца.
Звездное рождение
Вид с телескопа Хаббла на сверкающую шкатулку с драгоценностями, полную звезд, запечатлел самое сердце нашей галактики Млечный Путь. Старые красные звезды-гиганты сосуществуют со своими более многочисленными младшими родственниками — меньшими, белыми, похожими на Солнце звездами — в этой многолюдной области древней центральной выпуклости нашей галактики.Понимание природы звезд в нашей галактике позволяет нам связать наше Солнце со звездным образованием, спектральными классами и эволюцией. Только в первой половине 20-го века астрофизики поняли процессы ядерной энергии, которые приводят в действие Солнце, и поняли нуклеосинтез тяжелых элементов как результат звездной эволюции.
Нашему Солнцу 5 миллиардов лет, поэтому у нас нет «файловой записи» того, как оно родилось. Но звезды в других частях галактики показывают процесс рождения.Острое зрение Хаббла позволило астрономам заглянуть вглубь гигантских бурных облаков газа и пыли, где оживают десятки тысяч звезд. Снимки телескопа Хаббла показывают причудливый пейзаж, созданный излучением молодых исключительно ярких звезд. Наблюдения показывают, что рождение звезд — это бурный процесс интенсивного излучения и ударных фронтов. Интенсивное ультрафиолетовое излучение очищает полости в звездных яслях и разрушает материал гигантских газовых столбов, которые являются инкубаторами для молодых звезд.
Это изображение центральной части туманности Киля, шириной 50 световых лет, где происходит водоворот звездных рождений и смертей.Одной из таких бурных сред является центральная область туманности Киля в нашей галактике Млечный Путь. Взгляд Хаббла показывает фантастический пейзаж из пыли и газа, который создается под действием палящего ультрафиолетового излучения и истекающих звездных ветров заряженных частиц из группы массивных звезд. Эти звезды измельчают окружающий материал, который является последним остатком гигантского облака, в котором они родились.
Легендарные «Столпы созидания» телескопа Хаббла залиты ярким ультрафиолетовым светом группы молодых массивных звезд, расположенных в верхней части изображения. Можно увидеть струйки газа, истекающие от столбов, когда интенсивное излучение нагревает и испаряет его в космос. Более плотные области столбов защищают материал под ними от мощного излучения.Огромная туманность содержит по крайней мере дюжину ярких звезд, масса которых примерно в 50–100 раз превышает массу нашего Солнца.Самым уникальным обитателем является звезда Эта Киля, которая находится на заключительной стадии своей короткой и бурной жизни.
Некоторые звезды в звездных яслях рождаются внутри плотных облаков холодного газа. Хаббл наблюдал несколько таких натальных коконов. Самым известным является трио гигантских газовых столбов в туманности Орла. Эти звездные ясли, получившие название «Столпы творения», залиты палящим ультрафиолетовым светом скопления молодых массивных звезд. Можно увидеть струи газа, истекающие из столбов, когда интенсивное излучение нагревает и испаряет его в космос.Более плотные области столбов защищают материал под ними от мощного излучения.
Позже, инфракрасный вид колонн превращает их в жуткие тонкие силуэты на фоне мириад звезд. Инфракрасный свет проникает в большую часть газа и пыли, за исключением самых плотных областей столбов. Новорожденные звезды можно увидеть, спрятанные внутри гигантских колонн.
Хаббл также запечатлел с беспрецедентной детализацией мощные струи светящегося газа молодых звезд.Эти динамические струи — это объявление Вселенной о рождении новорожденной звезды. Инфракрасное зрение Хаббла зафиксировало одно такое объявление о рождении в пыльном, неспокойном звездном ясле, которое называется комплекс молекулярных облаков Ориона.
В центре изображения, частично скрытая темным слоем пыли, новорожденная звезда выбрасывает в космос двойные струи горячего газа, что является своего рода объявлением о рождении Вселенной.Когда звезды образуются внутри гигантских облаков из холодного молекулярного водорода, часть окружающего материала коллапсирует под действием силы тяжести, образуя вращающийся сплющенный диск, окружающий новорожденную звезду.Молодая звезда питается газом, который льется на нее с диска. Часть перегретого материала разливается и улетает от звезды в противоположных направлениях по незагроможденному пути отхода — оси вращения звезды.
Ударные фронты развиваются вдоль струй и нагревают окружающий газ. Струи сталкиваются с окружающим газом и пылью и расчищают обширные пространства. Фронты ударных волн образуют запутанные, узловатые сгустки туманности и все вместе известны как объекты Хербига-Аро (HH).Эти явления дают ключ к разгадке заключительных стадий рождения звезды и позволяют взглянуть на то, как появилось наше Солнце 4,5 миллиарда лет назад.
Хаббл может исследовать широкий спектр звездных типов. Наша галактика состоит в основном из звезд с малой массой, чем холоднее нашего Солнца. Звезды, подобные нашему Солнцу, составляют лишь 10 процентов населения галактики. Самые роскошные звезды, голубые гиганты и сверхгиганты, сияют по всей галактике, но они редки и недолговечны. Новорожденные звезды находятся в группах, называемых рассеянными скоплениями.Древние звезды, первые поселенцы галактики, обитают в шаровых звездных скоплениях с населением по 1 миллиону звезд в каждом.
Хаббл помог астрономам найти свидетельство о рождении звезды, которая существует уже давно. Считалось, что звезде 14,5 миллиардов лет, что, на первый взгляд, делало бы ее старше, чем рассчитанный возраст Вселенной, равный примерно 13,8 миллиардам лет. Но более ранние оценки, сделанные на основе наблюдений 2000 года, показали, что возраст звезды составляет 16 миллиардов лет.Этот возрастной диапазон представляет собой потенциальную дилемму для космологов.
Эта древняя звездная шкатулка для драгоценностей, шаровое скопление под названием NGC 6397, сияет светом сотен тысяч звезд.Новые оценки возраста Хаббла уменьшают неопределенность, так что возраст звезды совпадает с возрастом Вселенной — что независимо определяется скоростью расширения пространства, анализом микроволнового фона от Большого взрыва и измерениями радиоактивного распада.
Уходя в огне славы
На этом изображении показана вся область вокруг сверхновой 1987A.Самая яркая деталь изображения — кольцо с десятками ярких пятен. Ударная волна материала, выпущенная звездным взрывом, врезается в области вдоль внутренних областей кольца, нагревая их и заставляя светиться. Кольцо диаметром около светового года, вероятно, было сброшено звездой примерно за 20 000 лет до взрыва.Хаббл раскрыл беспрецедентные подробности гибели звезд, подобных Солнцу. Наземные изображения показали, что многие из этих объектов, называемых планетарными туманностями, имеют простые сферические формы.Однако Хаббл показал, что их формы более сложные. Некоторые выглядят как вертушки, другие — как бабочки, а третьи — как песочные часы. Изображения дают представление о сложной гидродинамике, которая сопровождает потерю внешней оболочки звезды.
Обратившись к рваным останкам взрывной смерти массивной звезды, Хаббл обнаружил три загадочных кольца вещества, окружающих обреченную звезду. Телескоп также обнаружил яркие пятна на внутренней части среднего кольца, вызванные врезавшейся в него расширяющейся волной материала от взрыва.
Хаббл наблюдал за сверхмассивной звездой Эта Киля более двух десятилетий. Звезда, крупнейший член двойной звездной системы, была склонна к сильным вспышкам, включая эпизод в 1840-х годах, во время которого выброшенный материал сформировал биполярные пузыри, видимые здесь.Хаббл также помог астрономам идентифицировать звезду, которая была в миллион раз ярче Солнца до того, как взорвалась как сверхновая в 2005 году. Согласно нынешним теориям звездной эволюции, звезда не должна была самоуничтожиться так рано в своей жизни, потому что она была недостаточно зрелый.Когда она взорвалась, обреченная звезда была примерно в 100 раз больше массы нашего Солнца. Фотографии до взрыва из архива Хаббла, сделанные в 1997 году, показывают, что звезда-прародитель была настолько яркой, что, вероятно, принадлежала к классу звезд, называемых светящимися синими переменными.
Ожидается, что чрезвычайно массивные и светящиеся звезды с массой более 100 солнечных масс, такие как Эта Киля в нашей галактике Млечный Путь, полностью лишатся водородных оболочек перед окончательными взрывами сверхновых. Наблюдения показывают, что многие детали эволюции и судьбы массивных звезд, таких как светящиеся синие переменные, остаются загадкой.
Хаббл исследовал рваные газообразные останки сверхновых звезд. Заглянув вглубь ядра остатка сверхновой, называемого Крабовидной туманностью, телескоп показал, что раздробленное ядро взорвавшейся звезды испускает импульсы излучения, похожие на часы, и цунами заряженных частиц, погруженных в магнитные поля.
Крабовидная туманность, остаток взрыва сверхновой звезды шириной шесть световых лет, выталкивается пульсарным ветром от оставшейся раздавленной нейтронной звезды в ее ядре. Китайские астрономы зафиксировали это жестокое событие почти 1000 лет назад в 1054 году.Коллапсировавшее ядро звезды, называемое нейтронной звездой, имеет примерно такую же массу, как Солнце, но оно сжато в невероятно плотную сферу, всего несколько миль в поперечнике. Вращаясь 30 раз в секунду, нейтронная звезда испускает видимые лучи энергии, которые заставляют ее выглядеть так, как будто она пульсирует. Четкий обзор Хаббла позволяет запечатлеть сложные детали светящегося газа, который образует клубящуюся смесь полостей и нитей. Внутри этой оболочки есть призрачное синее свечение, которое испускается электронами, вращающимися по спирали почти со скоростью света в мощном магнитном поле вокруг раздавленного ядра звезды.
Одна из самых ярких звезд нашей галактики, получившая название «Пистолетная звезда», изображена в виде яркой белой точки в центре этого изображения, полученного телескопом Хаббла. Звезда скрыта в центре Галактики за непрозрачной пылью. Видение Хаббла в ближнем инфракрасном диапазоне проникло сквозь пыль и обнаружило звезду, которая светится яркостью 10 миллионов Солнц.Астрономы использовали мощное зрение Хаббла и самые старые сгоревшие звезды в нашей галактике Млечный Путь, чтобы дать полностью независимое определение возраста нашей Вселенной.При вычислении возраста космоса исследователи не полагались на измерения расширения Вселенной. Исследователи подсчитали, что мертвым звездам, называемым белыми карликами, от 12 до 13 миллиардов лет.
Хаббл изучил множество массивных звезд, в том числе одну, которую астрономы определили как, возможно, самую яркую из известных звезд. Небесный мамонт, называемый звездой-пистолетом, выделяет в 10 миллионов раз больше энергии Солнца и достаточно велик, чтобы заполнить диаметр орбиты Земли.Звезда высвобождает столько энергии за шесть секунд, сколько наше Солнце за один год.
Наблюдения также выявили гигантскую яркую туманность, связанную со звездой, которая была создана в результате чрезвычайно массивных звездных извержений. По оценкам астрономов, когда титановая звезда образовалась от 1 до 3 миллионов лет назад, она могла весить в 200 раз больше массы Солнца, прежде чем потерять большую часть своей массы в результате сильных извержений. Стадии формирования и жизни звезды послужат важной проверкой для новых теорий о рождении и эволюции звезд.
Как галактики живут, дышат и умирают
Нет согласия относительно того, где заканчивается межгалактическая среда и начинается окологалактическая среда. «Это номенклатура, — говорит Пиплс.
Ее коллега Джейсон Тумлинсон, также из STScI, соглашается: «Все аргументы о границе — человеческие. В природе есть вещи, которые пересекают любые границы, которые вы можете установить. То, что когда-то было в межгалактической среде, будет в окологалактической среде, а то, что было в околегалактической среде, вернется обратно в межгалактическую среду.”
То есть, хотя газ в межгалактических и околегалактических средах меняется со временем и приближается к галактике, это все тот же газ. И, перемещаясь между ними, так или иначе, он поддерживает галактики в живых. «Что непонятно, — говорит Прочаска, — так это астрофизика того, как межгалактическая среда питает окологалактическую среду и галактики».
Один из возможных сценариев этого подпитывающего потока, называемого галактическим рециклингом, прост: газ попадает в галактики и питает звезды, затем выдувается обратно, а затем снова падает, чтобы заправить еще больше звезд.Сбор доказательств в поддержку этого сценария кропотливый и пока безрезультатный. Падающие потоки газа трудно увидеть — они входят в галактики в виде узких рек, хотя некоторые наблюдатели думают, что видели их.
Но, как говорит Кристал Мартин из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, «сигнал притока часто перекрывается с сигналом самой галактики», то есть падение может быть трудно увидеть на фоне галактики.
С другой стороны, наблюдатели обычно обнаруживают истечения, тяжелые металлы газа, выходящие широкими полосами из галактик.«Практически каждый спектр, который мы снимаем у звездообразующей галактики, имеет свидетельства того, что ветры изгоняются за пределы галактики», — говорит Руди.
Никто не знает наверняка, что могло вызвать истечение — может быть, взрывы сверхновых, или массивные струи, выброшенные из хаоса вокруг черных дыр, или ветры горячих звезд. Никто также не знает, циркулирует ли газ локально между галактикой и окологалактической средой, или же он циркулирует более широко с межгалактической средой; доказательства существуют для обоих сценариев.
То, что не является сценарием, но демонстрирует веские доказательства, заключается в том, что в какой-то момент у галактики заканчивается топливо и она умирает — процесс, называемый «гашение». Астрономы знали уже почти два десятилетия, когда Слоунский цифровой обзор неба классифицировал галактики на две общие категории: галактики с большим количеством газа и активно образующимися звездами — синими, а галактики с небольшим количеством газа и умирающими звездами — красными. Большинство галактик либо синие, либо красные, между ними почти ничего нет.
Если галактики либо живут, либо умирают, и если они умирают из-за того, что у них заканчивается газ, чтобы образовались новые звезды, это означает, что, как бы ни умирали галактики, у них быстро заканчивается газ.Как это происходит, остается неясным. Поиск доказательств рециркуляции оказался трудным, а найти доказательства механизма тушения пока невозможно. Окружная галактическая среда должна содержать это свидетельство, но на самом деле наблюдения только сделали проблему более трудноразрешимой.
COS-Halos обнаружил газ вокруг красных мертвых галактик, который гравитационно связан с галактиками и имеет температуру от 10 000 до 100 000 кельвинов, которая должна быть достаточно холодной, чтобы упасть в них. Но это не так. Ученые предположили, что что-то каким-то образом перекрывает падающий газ или что-то еще нагревает его, поэтому он слишком дерзок, чтобы в него упасть.
Каким бы ни был ответ, его можно будет найти в окологалактической среде. Джессика Верк из Вашингтонского университета в команде COS-Halos готовит исследование, которое увеличит количество наблюдаемых красных галактик в 10 раз. «Многие вопросы, — говорит она, — решаются. о том, что происходит с галактиками, которые останавливают звездообразование, и как это проявляется в окологалактической среде ».
Воссоздание галактического рождения
На данный момент то, что обнаружили наблюдатели, не дает целостной истории о том, как галактики рождаются, живут и умирают.Истории — это работа теории, а в астрономии теория часто принимает форму компьютерного моделирования. Теоретики соединили гравитацию, гидродинамику, обычную светящуюся материю и темную материю, которая не светит, и позволили моделированию воссоздать эволюцию галактик. Затем они сравнивают смоделированные галактики с реальными: форму, скорость звездообразования, предполагаемый метод гашения, скорость истечения, признаки падения, температуры, плотность и металличность. В настоящее время моделирование проводится в двух масштабах: большом межгалактическом и меньшем околегалактическом; ни одна симуляция не может охватить оба.
Астрономы видят рождение гигантской галактики | Space
Художественная концепция Паутины, гигантской галактики, образующейся внутри скопления протогалактик, показанной здесь белым и розовым цветом. Синий указывает на угарный газ, в который погружена система. Изображение предоставлено ESO / M. Kornmesser / NRAO.Национальная радиоастрономическая обсерватория (NROA) объявила в конце прошлой недели (1 декабря 2016 года), что астрономы использовали радиотелескопы для изучения гигантской галактики, образующейся в центре скопления протогалактик в ранней Вселенной.Их наблюдения показывают, что гигантская галактика, по-видимому, формируется внутри того, что они называют «удивительно плотным супом» из молекулярного газа. Это Галактика Паутина, еще не одна галактика, а скопление протогалактик или галактик, выходящих из облака холодного газа. Астрономы видят это скопление не таким, каким оно кажется сегодня, а таким, каким оно было более 10 миллиардов лет назад, когда Вселенной было приблизительно 3 миллиарда лет.
Астрономы сообщили о своих открытиях в рецензируемом журнале Science от 2 декабря 2016 года.
Бьорн Эмонтс из Центра астробиологии в Испании возглавил международную исследовательскую группу. В своем заявлении он сказал:
.Это отличается от того, что мы видим в соседней Вселенной, где галактики в скоплениях растут, поглощая другие галактики. В этом скоплении гигантская галактика растет, питаясь супом из холодного газа, в который она погружена.
И это именно то, что можно было ожидать в очень молодой Вселенной, когда некоторые из самых ранних звезд и галактик только начинали формироваться.
Астрономы использовали Компактную матрицу Австралийского телескопа (ATCA) и Очень большую матрицу Карла Дж. Янски (VLA) Национального научного фонда для обнаружения угарного газа. Они объяснили:
Присутствие [этого газа] указывает на большее количество молекулярного водорода, который гораздо труднее обнаружить. По оценкам астрономов, молекулярный газ в 100 миллиардов раз превышает массу Солнца.
Удивляет не только такое количество газа… но еще и неожиданно холодный газ, около минус-200 градусов по Цельсию.Такой холодный молекулярный газ — сырье для новых звезд.
[Окись углерода] в этом газе указывает на то, что он был обогащен взрывами сверхновых звезд более ранних поколений. Углерод и кислород в СО образовались в ядрах звезд, которые позже взорвались.
Астрономы сказали, что наблюдения ATCA показали общую протяженность газа, а наблюдения VLA, гораздо более узкие, преподнесли еще один сюрприз. Большая часть холодного газа была обнаружена не внутри протогалактик, а между ними.Астроном Прешант Джаганнатан из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) в Сокорро, штат Нью-Мексико, сказал:
Это огромная система с молекулярным газом, размер которого в три раза превышает размер нашей галактики Млечный Путь.
Более ранние наблюдения паутины в ультрафиолетовом диапазоне длин волн показали, что в большей части области, занятой газом, идет быстрое звездообразование. Джаганнатан сказал:
Более ранний вид галактики Паутина — также известная как MRC1138-262 — с космического телескопа Хаббл в 2006 году. Новые наблюдения дают нам гораздо лучший взгляд на газ, из которого формируется эта гигантская галактика. Изображение взято с Wikimedia Commons.Похоже, что вся эта система в конечном итоге превратится в единую гигантскую галактику.
Итог: Радиоастрономы, изучающие Галактику Паутина — гигантскую галактику, формирующуюся внутри скопления протогалактик, — увидели, что она формируется внутри «удивительно плотного супа» из молекулярного газа.
Через NRAO
Дебора Берд
Просмотр статейОб авторе:
Дебора Берд создала серию радиостанций EarthSky в 1991 году и основала EarthSky.org в 1994 году. Сегодня она является главным редактором этого сайта. Она выиграла целую плеяду наград от радиовещательного и научного сообществ, в том числе за создание астероида 3505 Берд в ее честь. Бэрд, научный коммуникатор и педагог с 1976 года, верит в науку как в силу добра в мире и жизненно важный инструмент в 21 веке. «Работать редактором EarthSky — все равно что устраивать большую глобальную вечеринку для крутых любителей природы», — говорит она.
Космический фейерверк в близлежащих галактиках проливает свет на звездообразование
Взрыв галактического фейерверка позволяет астрономам заглянуть в секреты рождения звезд.
Группа международных ученых, разбросанных по четырем континентам, собрала огромную коллекцию данных, исследующих галактику на разных длинах волн, причем каждая длина волны раскрывает разные части каждого звездного города.
«Их комбинация позволяет нам исследовать различные стадии звездного рождения — от образования звездных яслей до самого начала звездообразования и окончательного разрушения яслей новорожденными звездами — более подробно, чем это возможно с индивидуальные наблюдения «, — говорится в заявлении член команды Франсо Бельфиоре, исследователь из INAF-Arcetri во Флоренции, Италия.«[Это] первый раз, когда мы смогли собрать такой полный вид, делая изображения достаточно резкими, чтобы увидеть отдельные облака, звезды и туманности, которые означают формирование звезд».
Связанные : Лучшие изображения космического телескопа Хаббла всех времен!
Звезды рождаются при коллапсе газовых облаков, но причина их образования остается выдающейся загадкой, которую надеется разрешить исследование «Физика с высоким угловым разрешением в соседних галактиках» (PHANGS).
Команда PHANGS использовала очень большой телескоп Европейской южной обсерватории (ESO) и большой миллиметровый / субмиллиметровый массив Атакамы (ALMA) для исследования более 30 000 туманностей теплого газа и нанесла на карту около 90 241 100 000 областей холодного газа в 90 близлежащих галактики , чтобы создать беспрецедентно четкий атлас звездных яслей в тесной вселенной. Команда также полагалась на наблюдения космического телескопа Хаббл , которым управляет НАСА и Европейское космическое агентство.
«Впервые мы решаем отдельные единицы звездных образований в широком диапазоне местоположений и сред в выборке, которая хорошо представляет различные типы галактик, — сказал в своем заявлении астроном ESO Эрик Эмселлем. газа, который рождает звезды, мы видим сами молодые звезды и наблюдаем их эволюцию на разных этапах ».
Пять великолепных галактик дают представление о том, как рождаются звезды. Каждое отдельное изображение представляет собой комбинацию наблюдений, сделанных на разных длинах волн света.Золотые свечения в основном соответствуют облакам ионизированного водорода, кислорода и серы, которые указывают на присутствие новорожденных звезд. Области голубоватого фона показывают распределение более старых звезд. (Изображение предоставлено: ESO / PHANGS)Взрывное рождение звезд
Для неподготовленного глаза совокупность галактик выглядит как сверкающий фейерверк, взрывающийся в ночном небе. Астрономы хотят использовать эти взрывы, чтобы лучше понять детали рождения звезд.
«Есть много загадок, которые мы хотим разгадать», — говорится в заявлении Кэтрин Крекель, астроном из Гейдельбергского университета в Германии.«Звезды чаще рождаются в определенных регионах своих родительских галактик — и если да, то почему? И после рождения звезд, как их эволюция влияет на формирование новых поколений из звезды ?»
Объединив отличительные возможности трех телескопов — Very Large Telescope, ALMA и Hubble — команда смогла сканировать окрестности галактики в видимом, ближнем инфракрасном и радиоволновом диапазонах, при каждом наблюдении открывая отдельные части наблюдаемых галактик.
«Объединив наблюдения с некоторых из самых мощных телескопов в мире, мы можем изучить галактические регионы, где происходит звездообразование, по сравнению с тем, где это должно произойти», — заявила Ребекка МакЭлрой из Сиднейского университета в Австралии. утверждение.
«Это даст нам возможность лучше понять, что запускает, ускоряет или сдерживает рождение новых звезд », — сказала она.
Соседняя спиральная галактика NGC 4303 светится золотым светом облаков молекулярного газа, которые дают материал для рождения звезд на этом изображении, объединяющем наблюдения ALMA и VLT. (Изображение предоставлено: ESO / ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / PHANGS)В то время как новый атлас делает значительный прогресс в разрешении нерешенных загадок, будущие инструменты только улучшат этот процесс.Предстоящий космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА, запуск которого запланирован на конец этого года, и чрезвычайно большой телескоп ESO , который начнет работать на Земле в конце этого десятилетия, позволят еще более детально исследовать состав звездных яслей.
«Каким бы удивительным ни был PHANGS, разрешение, которое мы получаем, достаточно для идентификации и разделения отдельных звездообразующих облаков, но недостаточно для того, чтобы детально рассмотреть, что происходит внутри них», — Ева Шиннерер из Института астрономии Макса Планка. в Германии и главный исследователь проекта PHANGS говорится в заявлении ESO.
«Новые наблюдения нашей команды и других участников раздвигают границы в этом и других направлениях», — сказала она. «У нас впереди десятилетия захватывающих открытий».
Следуйте за нами в Twitter @Spacedotcom и на Facebook.
Взрыв звезды может быть несостоявшейся сверхновой, породившей черную дыру | Наука
Странный взрыв «Коровы» справа от двух ярких пятен ниже и правее центра Галактики, возможно, представляет собой странную разновидность сверхновой.
Р. МАРГУТТИ / В.М. KECK OBSERVATORY / Wikimedia Commons (CC-BY)Джонатан О’Каллаган,
Когда массивная звезда достигает конца своей жизни, она может взорваться как сверхновая, оставив после себя плотный остаток в виде нейтронной звезды или черной дыры. Обычно мы не можем видеть эти объекты, потому что сверхновые обычно возникают в далеких галактиках, что затрудняет обнаружение их остатков.Но теперь астрономы говорят, что видели одну из них внутри редкого неудавшегося звездного взрыва.
Результат еще не прошел экспертную оценку. Если открытие верное, это будет «один из первых случаев, когда мы увидим прямые доказательства того, что звезда коллапсирует и формирует один из этих компактных объектов», — говорит Анна Хо, астрофизик из Калифорнийского университета в Беркли. не участвовал в работе.
В 2018 году астрономы обнаружили новый тип звездного взрыва внутри сравнительно близкой галактики, находящейся на расстоянии 200 миллионов световых лет от нас.Это событие, получившее название AT2018cow, но неофициально известное как «Корова», было намного ярче и быстрее — достигнув пика яркости всего за несколько дней до того, как потускнело через 3 недели, — чем обычная сверхновая, что не поддается объяснению. Лучшее предположение ученых о причине яркой вспышки, известной как быстрый синий оптический переходный процесс (FBOT), заключалось в том, что внутренняя часть звезды коллапсировала, чтобы стать нейтронной звездой или черной дырой, прежде чем могла образоваться настоящая сверхновая. Результатом стал «центральный двигатель» — быстро вращающийся объект внутри внешних слоев звезды.Ученые считают, что мощные струи вещества, исходящие от нейтронной звезды или черной дыры, прорываются через внешние оболочки материала, заставляя объект казаться чрезвычайно ярким.
Итак, в препринте на сервере Research Square ученые сообщают о том, что заметили такой объект внутри коровы. Используя телескоп на Международной космической станции под названием «Исследователь внутреннего состава нейтронной звезды», ученые наблюдали рентгеновский свет, испускаемый Коровой, в течение 60 дней после взрыва. Точно рассчитав время прибытия фотонов, они подсчитали, что объект, излучающий свет, вращается каждые 4 раза.4 миллисекунды.
«Эта быстрая периодичность намекает на то, что источник рентгеновского излучения компактен и мал», — говорит Брайан Мецгер, астрофизик из Колумбийского университета и соавтор исследования. Поскольку вращение оставалось постоянным и составляло 4,4 миллисекунды, даже после миллиардов наблюдаемых вращений, объяснение черной дыры более вероятно, чем нейтронная звезда, добавляет он, потому что скорость вращения нейтронной звезды, как ожидается, со временем будет уменьшаться.
Дэниел Перли, астрофизик из Ливерпульского университета Джона Мура, называет открытие «очень захватывающим.Если это так, это исключит другие возможные объяснения Коровы, включая идею о том, что ее свет исходит от более крупной черной дыры промежуточной массы, пожирающей звезду. «То, что производит эти рентгеновские лучи, должно быть чрезвычайно компактным, в масштабе километров, что по существу исключает наличие большой черной дыры и решительно указывает в пользу моделей с центральным двигателем», — говорит он.
Три события, похожие на Корову, были замечены с 2018 года, последнее — «Верблюд» в 2020 году, но ни одно из них не является таким близким или ярким, как Корова, что затрудняет сравнение.Мецгер называет Корову «событием Розеттского камня», которое может быть полезно для интерпретации большего количества этих несостоявшихся сверхновых. «Это близлежащее событие, которое мы можем надеяться понять», — говорит он. «И если это говорит нам, что это черная дыра, то каждый раз, когда мы видим FBOT в далекой вселенной, мы будем знать, что это образовалась черная дыра».