Del:
10 Puslespil kosmiske mysterier, som vi for nylig løst
Astronomernes opdagelser fører ofte til flere spørgsmål uden at besvare dem, vi allerede har. Men inden for det sidste år løst forskerne 10 kosmiske mysterier, der havde forvirret dem i årevis.
10 Hvad er det bizarre objekt i centrum af vores galakse?
I lang tid har astronomer forsøgt at finde ud af naturen af G2, en uforklarlig krop i midten af vores galakse. Først troede de, at G2 var en brintgassky, der bevæger sig mod det store sorte hul i vores Melkevej. Men G2 virkede ikke som en brintsky, der blev fanget i et sort huls gravitationstræk. Hvis det havde været, ville G2 have eksploderet i et massivt fyrværkeri, der ville have ændret det sorte hul betydeligt. I stedet forblev G2 i kredsløb, stort set uændret.
Et team af astronomer fra UCLA løste endelig puslespillet ved hjælp af de avancerede teleskoper på Hawaii's W.M. Keck Observatory. Gennem adaptiv optik kompenserede disse teleskoper for forvrængningen fra jordens atmosfære for at give et klarere billede af rummet i nærheden af det sorte hul.
Astronomerne lærte, at G2 er en enorm stjerne omgivet af gas og støv, der sandsynligvis skyldtes sammenlægningen af et par binære stjerner. Gravity fra et sort hul forårsager denne form for fusion og kan i sidste ende skabe en hel klasse fusionerede binære stjerner, der ligner G2 tæt på det sorte hul. Denne type sammensmeltede stjerne vil vokse i mere end en million år, og derefter i sidste ende slå sig ned.
Den ekspanderende G2 oplever også "spaghetti-fication", ellers kendt som forlængelse, som er en almindelig forekomst blandt store genstande tæt på et sort hul.
9De nærliggende dværggalakser har de rigtige ting?
Vægten er den største galakse i en gruppe af galakser, der er forenet af tyngdekraften. Vores nærmeste nærliggende galakser er kendt som dværg sfæriske galakser. Astronomerne spekulerede på, om disse nærliggende dværggalakser har betingelserne for at danne stjerner som vi ser i dværgens uregelmæssige galakser, der er over 1000 lysår fra Melkvejs kant (men ikke bundet til vores galakse af tyngdekraften). Disse fjerne dværggalakser indeholder store mængder neutral hydrogengas, som bevirker dannelsen af stjerner.
Ved hjælp af følsomme radioteleskoper fandt astronomer, at dværggalakser, der kredser om en vis grænse omkring Vækstvejen, absolut ikke har nogen hydrogengas til at danne stjerner. Mælkevejen er synderen - mere specifikt haloen af varmt hydrogenplasma omkring vores galakse. Når nærliggende dverggalakser kredser om Mælkevejen, skrækker trykket fra deres kredsløbs hastighed galaksernes neutrale hydrogengas. Så disse galakser kan ikke danne stjerner.
8Hvordan er der meget mørkt materiale der virkelig?
Ifølge Lambda Cold Dark Matter teorien, den seneste forklaring på galakse formation, bør vi med det blotte øje se flere store satellitgalakser omkring vores egen Melkevejs galakse. Men det kan vi ikke.
Så astrofysiker Dr. Prajwal Kafle fra University of Western Australia besluttede at finde ud af hvorfor ved at måle mængden af mørk stof i Mælkevejen. "Stjerner, støv, dig og mig, alle de ting vi ser, udgør kun omkring 4 procent af hele universet," sagde han. "Omkring 25 procent er mørkt stof, og resten er mørk energi."
Ved hjælp af en teknik fra 1915 (før mørkere stoffer blev endda opdaget) målte Kafle mængden af mørk stof i vores galakse ved at foretage en detaljeret undersøgelse af stjernens hastighed i Mælkevejen. Han kiggede endda på kanterne af vores galakse. Hans nye måling viste, at vi har 50 procent mindre mørke stoffer i vores galakse end astronomer troede engang.
Ved hjælp af Kafles nye måling af mørk materiel forudsiger Lambda Cold Dark Matter teorien, at vi kun bør se kun tre satellitgalakser omkring Mælkevejen. Det er i overensstemmelse med hvad astronomer ser: den lille magellanske sky, den store magellanske sky og skytten dværg galakse. Dr. Kafle løst et mysterium, der er hjemsøgt astronomer i omkring 15 år.
Forskerne kunne også måle den nødvendige hastighed for at undslippe vores galakse gravitation-550 kilometer (350 mi) per sekund. Det er 50 gange hurtigere end den hastighed, der kræves for en raket, for at forlade Jordens overflade.
7 Hvad sker der i en eksploderende stjerne?
Ved hjælp af radiointerferometri (blanding af data fra flere radioteleskoper til et klarere billede) kunne astronomer i december 2013 se en stjerne go nova-en eksploderende stjerne. Dette tillod dem at løse mysteriet om oprettelsen af gammastråler, høj-energi elektromagnetisk stråling.
Som Tim O'Brien fra University of Manchester forklarede: "En nova opstår, når gas fra en ledsagende stjerne falder på overfladen af en [døende] hvid dværgstjerne i et binært system [to stjerner, der kredser hinanden]. Dette udløser en termonuklear eksplosion på stjernens overflade, som eksploderer gassen i rummet med hastigheder på millioner af miles i timen. "
Nogle gange producerer en nova en ny stjerne, men eksplosionen er svært at forudsige. Det udstødte materiale går udad og bevæger sig hurtigt langs stjernens omløbsplan. Efter et stykke tid kolliderer en endnu hurtigere udadgående strøm af partikler fra den hvide dværgstjerne med det langsommere materiale. Det resulterende stød fremskynder partiklerne tilstrækkeligt til at skabe gammastråler.
6 Hvorfor er der ikke et ansigt på den fjerne side af månen?
Siden 1959, da sovjetisk rumskib Luna 3 lader os se Månens fjerne side for første gang, har astronomer forvirret over Lunar Farside Highland Problem. Ingen kunne forklare, hvorfor den fjerne side så så forskellig fra Månens jordovervendte side. Den fjerne side var et patchwork af kratere og bjerge, men det havde næsten ingen maria (mørke områder bestående af flade hav af basalt) som vi ser på den jordvendte side.Maria producerer ansigtet af manden i månen.
Penn State astrophysicists mener, at de har løst mysteriet. Manglen på maria på Månens fjerne side afspejler den tykkere skorpe med større akkumulering af aluminium og calcium.
En teori tyder på, at et objekt om størrelsen af Mars engang kolliderede med Jorden. Sammen med Jordens ydre lag blev det udstødt i rummet for i sidste ende at danne månen. Men en tidevandslås mellem Jorden og Månen holdt den samme side af Månen altid overfor den smeltede Jord. Den jordovervendte side af månen blev varm, mens den fjerne side af Månen afkølet langsomt. Dette gav en tykkere skorpe på den fjerne side.
Penn State Astrophysicists mener, at denne tykkere skorpe forhindrede magmatisk basalt fra at komme til overfladen. Meteoroider formodede tilsyneladende den tyndere skorpe på den jordovervendte side af månen og udgav basalt lava, som danner mariaen, der skaber manden i månen.
Men MIT-forskere siger, at nye oplysninger fra NASAs GRAIL-mission viser, at manden i månen kan have været forårsaget af et stort magmagasin inde i månen, ikke en asteroide-strejke. MIT-gruppen er imidlertid ikke sikker på, hvordan pluden opstod. De kan sandsynligvis ikke bekræfte deres teori uden et andet månemission.
5Hvad er hælen det glødende i rummet?
Hvis du ser på en klar himmel om natten, vil du se masser af stjerner. Ved hjælp af et lille teleskop kan du også se planeter, nebler og galakser. Men hvis du bruger en røntgen detektor, vil du se den lyse glød af røntgenstråler i hele himlen, der er kendt som den diffuse røntgen baggrund.
Kilden til gløden har været et mysterium i omkring 50 år. Der er tre muligheder. Det kunne stamme ud over vores solsystem, det kunne komme fra en "lokal hot bubble" af gas, eller det kunne produceres i vores solsystem. Forskere lancerede en NASA-raket for at måle den diffuse røntgenemission og kunne endelig løse mysteriet.
Størstedelen af emissionen kommer fra den lokale varme boble af gas hundreder af lysår fra Jorden med resten (hvilket ikke overstiger 40 procent) af den emission, der produceres i vores solsystem, kun nogle få astronomiske enheder fra Jorden. Den varme boble kan være forårsaget af stjernvind og supernova eksplosioner, der skaber store huller i rummet mellem stjernerne. Hvis en anden supernova forekommer inden for det tomme område, kan varm gas, der udsender røntgenstråler, oprette en boble.
Røntgenstråler udsendes også i vores solsystem, når solvind, som er en frigivelse af ladede partikler fra solen, rammer neutralt hydrogen og helium. Indtil astronomer kunne forklare gløden i himlen, opsummerede Massimiliano Galeazzi fra University of Miami mysteriet på denne måde: "Det er som at rejse om natten og se et lys uden at vide, om lyset kommer fra 10 meter eller 1.000 miles væk .”
Nu ved vi, at det er lidt af begge.
4 Hvad er den faktiske afstand til de syv søstre?
Pleiader, også kendt som "syv søstre", er en berømt stjerneklynger i Taurus konstellationen. Det anses af astronomer at være et kosmisk laboratorium af hundredvis af unge stjerner, der dannede omkring 100 millioner år siden. Forskere brugte plejader til at forstå, hvordan stjerneklynger er skabt. Det er også nyttigt som et basismålingsværktøj til bestemmelse af afstanden til andre stjerneklynger.
I første omgang var astronomer enige om, at Pleiader var ca. 430 lysår fra Jorden. Men da Hipparcos, en europæisk satellit, der skulle måle afstanden til tusindvis af stjerner mere præcist, beregnede afstanden til Plejaderne som 390 lysår. "Det kan ikke virke som en stor forskel, men for at passe de fysiske egenskaber hos Pleiades-stjernerne udfordrede den vores generelle forståelse for, hvordan stjerner danner og udvikler sig," forklarede Carl Mellis fra University of California.
Ved hjælp af et netværk af radioteleskoper målte astronomerne afstanden til plejader med parallaxteknikken, hvor forskere kiggede på skiftet i Plejader, set fra de modsatte ender af Jordens kredsløb omkring Solen. Denne nye måling var 443 lysår, hvilket antages at ligge inden for 1 procent af den præcise afstand fra Jorden til Plejaderne. Det betyder, at Hipparcos var forkert, hvilket åbner nye spørgsmål om nøjagtigheden af de afstande, den beregnede til 118.000 andre stjerner.
3How Big er vores galaktiske naboskab?
Ved hjælp af følsomme radioteleskoper for at fastslå, hvor superkluster af galakser har grænser, opdagede astronomer, at vores Melkevejsgalakse tilhører en nyligt defineret ginorm supercluster kaldet "Laniakea" ("enorm himmel" på hawaiisk). Navnet blev valgt til ære for polynesiske navigatører, der sejlede Stillehavet ved hjælp af himlene til at lede dem.
Inden for 100.000 galakser har Laniakea Supercluster en diameter på 500 millioner lysår og en masse på 100 millioner milliarder soler. Mælkevejen ligger på udkanten af Laniakea. Astronomerne udviklede også bedre information om Great Attractor, tyngdepunktet i vores region af intergalaktiske rum, der tiltrækker vores lokale gruppe af galakser indad og påvirker bevægelsen af andre galakse-klynger.
"Vi har endelig etableret de konturer, der definerer superklassen af galakser, vi kan ringe hjem," sagde R. Brent Tully fra University of Hawaii. "Dette er ikke i modsætning til at finde ud af for første gang, at din hjemby faktisk er en del af et meget større land, der grænser op til andre nationer."
2Hvad uhyrlig skæbne venter på jorden?
Astronomer engagerer sig i en slags himmelsk arkeologi, hvor de studerer ruiner af planeter efter deres værtsstjerner dør.De oprindelige fund tyder på en ondskabsfuld skæbne for Jorden.
Det hele startede som en mission for at løse mysteriet om, hvordan døende hvide dværgstjerner bliver forurenet. En hvid dværgens atmosfære, som skal være ren hydrogen eller ren helium, er ofte forurenet af tungere elementer som kulstof, jern og silicium.
Oprindeligt troede forskerne, at elementerne blev skubbet til overfladen ved ekstrem stråling fra dybt inde i stjernen. Men ved hjælp af et kraftigt teleskop for at foretage en dybtgående analyse kunne astronomerne se fingeraftryk af elementer som kulstof, fosfor, silicium og svovl, da disse elementer var i den hvide dværgens atmosfære. Stjernerne med forurenet atmosfære viste et højere forhold mellem silicium og kulstof end normalt set i stjerner. Faktisk var det det samme forhold, der blev fundet i stenrige planeter.
"Mystikken i sammensætningen af disse stjerner er et problem, vi har forsøgt at løse i mere end 20 år," siger professor Martin Barstow fra University of Leicester. "Det er spændende at indse, at de slukker resterne fra planetariske systemer, måske som vores egne."
Så det er den uhyggelige skæbne, der venter på Planet Earth. Milliarder år fra nu vil vores planet være lidt mere end stenforurening i Solens døende rester.
1How Vil vores galakse ende?
Ved at løse et mysterium om hvordan galakser udvikler sig, udviklede forskere også en bedre forståelse af vores Milky Way Galaxy's skæbne. De ved, at udviklingen af nogle galakser påvirkes af supermassive sorte huller i deres centre, ligesom vi har i Mælkevejen. Disse sorte huller udviser næsten al den kolde gas fra de berørte galakser. Uden kold gas kan disse galakser ikke danne nye stjerner.
Mens udstrømningen af molekylær hydrogengas er en accepteret del af teorien om galaktisk udvikling, blev forskere forvirret af, hvordan disse udstrømninger af gas blev accelereret. Ved hjælp af avancerede teleskoper til at studere nærliggende galakse IC5063 fandt forskerne, at høj-energi stråler af elektroner, der drives af centrale sorte huller, fremskynder udledningen af molekylær hydrogengas.
Dette peger også på det endelige resultat for vores Melkevejs galakse, som forudsiges at kollidere med vores galaktiske nabo Andromeda i cirka fem milliarder år. Når de to galakser kolliderer, vil der blive akkumuleret gas i systemets centrum og styrke dens supermassive sorte hul. Det vil medføre, at stråler dannes og vil udstøde nogen gas tilbage i galaksen. Når det sker, vil den fusionerede galakse ikke kunne danne nye stjerner.
+ Er det bare en illusion?
Vi tror, vi forstår mere og mere om vores univers. Men forskere ved US Department of Energy's Fermi National Accelerator Laboratory bruger et laseranalyseprojekt kaldet Holometer for at se, om vi rent faktisk bor i et hologram. Det ville betyde, at vores 3-D-verden blot er en illusion, med alt rigtigt kodet i små 2-D-pakker.
Det ville ligner, hvordan tv-seriefigurer tror at de bor i en 3-D-verden, men de er fanget på en 2-D-skærm. Forskere mener, at oplysningerne i vores univers kan være indeholdt i pakker som hvordan pixelerne på en tv-skærm indeholder datapunkter. Når du står tæt på dit tv, kan du se individuelle pixels. Men når du bevæger dig længere tilbage, synes alle pixels at danne et billede.
Det er muligt, at vores verden er defineret på den måde, med vores "pixel" af plads lig med et område omkring 10 billioner trillioner gange mindre end et atom. "Vi ønsker at finde ud af, om rumtiden er et kvantesystem, ligesom det er," sagde Craig Hogan fra Fermilab. "Hvis vi ser noget, vil det helt ændre ideer om plads, vi har brugt i tusindvis af år."
Måske bliver det vores verdens Twilight Zone øjeblik.