Del:
10 uløste stjernernes mysterier i vores galakse
Der er ingen tvivl om, at vi har fundet ud af meget om kosmos, især i det sidste århundrede. Men fra sorte huller til pulsarer synes alt, hvad vi finder, at bringe lige så mange spørgsmål som svar. Astronomerne har endnu ikke alle svarene, og hver dag hedder ankomsten af en ny opdagelse og et nyt kosmisk mysterium.
10 Nebulaen af usikkert moderselskab
Planetary nebulae blev opdaget i 1780'erne. Astronomen William Herschel troede at de var nyskabende planetariske systemer. Han havde forkert, men navnet stakkede. De er faktisk glødende skyer af gas omkring en døende stjerne, og de er ofte ganske smukke.
Nebula Sharpless 2-71 blev opdaget i 1946 og blev antaget at have dannet sig omkring en lys stjerne i centrum. Nyere fotografier viser, at tingene ikke er så enkle. Mange planetariske nebulae er bipolære, hvilket betyder, at de har symmetriske skyer, der kommer fra modsatte sider af deres stjerne. De sammenlignes ofte med en timeglas eller en sommerfugl. Sharpless 2-71 er lavet af flere bipolære lobes i forskellige retninger.
Der er tre stjerner i midten af neblen. Den lyseste stjerne ligger lige i centrum, så det var den oprindelige kandidat til nebulens forælder. Men det udsender ikke nok ultraviolet stråling til at tage højde for nebulaens glød, mens en mindre nærliggende stjerne måske. Den stjerne kan også være en del af et binært system, hvilket betyder at så mange som fire stjerner kan være ansvarlige for strukturen.
Tag en tur til stjernerne med Space: En Visual Encyclopedia på Amazon.com!
9The Neutron Stars, der ser alt for gamle ud
Når en massiv stjerne går supernova, efterlader den ofte en massiv sky af affald. RCW103 er en sådan krop, der ligger omkring 10.000 lysår fra Jorden. I centrum er et neutronstjerne - et ekstremt tæt objekt, som vejer mere end solen, men er kun ti kilometer på tværs. De er ganske almindelige i en supernovas rusk, men RCW103's neutronstjerne er usædvanlig.
Neutronstjernen i midten spinder med en periode på 6,7 timer pr. Rotation. Da en stjernes rotationshastighed sænkes over tid, vil dette normalt sætte denne neutronstjernes alder på flere millioner år. Forældre stjernen gik dog supernova omkring 2.000 år siden. Variationen i neutronstjernens røntgenstråler er også usædvanligt stor, så der sker noget.
En teori er, at en anden stjerne, der er for svag for os at se, kører rundt omkring RCW103. Dens magnetfelt kunne sænke neutronstjernen. På samme tid kan gas strømme på neutronstjernen og forårsage ændringerne i dets røntgenstråler.
Det samme puslespil eksisterer for en pulsar kendt som SXP 1062. Den roterer en gang hver 1.062 sekunder, hvilket normalt kræver, at den bliver meget ældre end de 40.000 årige røg omkring den. Astronomer ved ikke, om det blev født langsommere end normalt, eller decelereret hurtigt. Forskere håber, at et fingerpeg kan være skjult i de data, de allerede har.
8Multiple Messier Mysteries
Stjernerne i Messier 15-kugleformet klynge er usædvanligt bunket i centrum. Det første mysterium i klyngen er, hvad der trækker dem der. Det kunne være en flok mørke neutronstjerner, selvom den mest sandsynlige kandidat er et mellem-masset sort hul. Men selvom det er bekræftet, fører det bare til flere mysterier.
Der er tre måder et passende sort hul kan have dannet. Der kunne have været flere af dem omkring solens masse, som kolliderede for at skabe en meget større genstand. Eller massive stjerner kunne have kollideret, før de kollapsede ind i et sort hul. Alternativt kunne et mellem-masset sort hul være blevet skabt under Big Bang. Hvis M15 har en, er dens oprindelse et meget åbent spørgsmål.
7Crab Flares
Krabbe Nebula er en rest af en supernova 11 lysår på tværs af det kun lignede en krabbe til nogen i 1840 hvis teleskop var for lille til at klare det korrekt, og som med planetariske nebulae, stakkede navnet. Indtil 2011 blev det antaget at være en af de mest stabile kilder til lys, radio og gammastråling i himlen.
Men mellem 2007 og 2010 opdagede astronomer fra forskellige observatorier tre kraftige gammastråleflares uden ændring i andre bølgelængder. Dette blev beskrevet af en astronom som et "Äubig-puslespil", mens en anden kaldte det et ægte mysterium. "De uventede fængsler var de første set fra en nebula og var fem gange mere intense end nogen anden, der endnu blev observeret.
Strålerne er forårsaget af nebula-accelererende partikler med 1.000 gange mere energi end Large Hadron Collider. Mekanismen bag accelerationen er nøglen til mysteriet. Selvfølgelig er løsningen af det mysterium lettere sagt end gjort. En teori er, at den har at gøre med pludselig omorganisering af magnetfelter omkring Crab Pulsar, neutronstjernen i centrum af neblen.
6Aligned Bipolare Nebulae
Det er ikke kun de jumblede bipolære nebulae i Sharpless 2-71, der udgør et mysterium for astronomer. Forskerne brugte Hubble til at undersøge 130 sådanne genstande i væskens centrale bølle og fandt noget underligt. Nebulae var forskellige steder, dannet på forskellige tidspunkter, og har aldrig interageret. Alligevel synes de fleste af dem at være justeret langs samme akse.
Nebulae viste sig at have deres lange akse justeret med galaksens plan. Som navnet antyder, kommer nebulaernes lopper frem fra stjernens nord og sydpoler. Den justerede justering ville kun ske, hvis forældrestjernerne spredte vinkelret på galaksernes rotation, en adfærd, der blev beskrevet som "Aller underlig", af en af astronomerne bag opdagelsen.
Jo længere du kommer fra galaksens centrum, desto mere bryder mønsteret ned.En teori er, at stjernerne måske har været orienteret på den måde på grund af magnetiske felter, da udbukken dannede sig. Det ville tyde på, at magnetisme har spillet en større rolle i galaksenes struktur end tidligere realiseret.
Den store udbrydelse
I 1838 steg Eta Carinaes glød, indtil det blev den anden lyseste stjerne i Jordens himmel. Det forblev den måde i 10 år før dæmpning og falder uden for top 100. Denne begivenhed blev kaldt den store udbrud. Det skyldtes, at Eta Carinae tabte 14 procent af sin massekvivalent til 10 af vores soler.
I lang tid var den førende teori, at massen blev blæst væk af stjernernes vinde. En analyse af stjernelyset kunne hjælpe med at bekræfte ideen, men ingen blev gjort, da spektroskopi stadig var i sin barndom i 1840'erne. Mens lyset, der kom lige til jorden, var fortabt til historien, kunne astronomer dette årti finde stråler fra udbruddet, der havde skubbet af støvskyve, før de kom her.
Da de analyserede lyset, regnede de ud, at den store udbrud havde brændt omkring 4,725 grader Celsius (8,540 ° F), for kold til stjernens vindforklaring. Dette antyder, at Eta Carinaes diagramstigning var en unik begivenhed. Mulighederne omfatter en kollision mellem to binære stjerner eller en termonuklear eksplosion i stjernens kerne.
Tag et stykke kosmos ind i dit hjem med denne fantastiske Helix Nebula Poster på Amazon.com!
4Mysterious Magnetars
Magnetarer er en type neutronstjerne med et magnetfelt quadrillioner gange stærkere end Jordens. De er de mest magtfulde magneter i universet. De blev kun teoretiseret i 1990'erne, og de er fyldt med egenskaber, som vi stadig ikke har regnet ud.
Et fælles træk ved magnetarer er "glitch", en begivenhed, der forårsager en pludselig stigning i spin. Forskere har set hundredvis af glitches og har en plausibel model for hvordan de opstår baseret på den friktionsløse neutron superfluid, der antages at være i centrum. Den 28. april 2012 oplevede astronomer den første pludselige afmatning fra en magnetar, 1E 2259 + 586. Det er blevet kaldt anti-glitch. Det var helt uventet og passer ikke ind i nogen aktuelle teorier.
Der er spor, der kan hjælpe. En uge før dens anti-glitch frigjorde magnetaren en intens burst af røntgenstråler, der højst sandsynligt er forbundet med afmatningen. Dertil kommer, at alle neutronstjerner sænker i deres spin over tid med en konstant hastighed. Dette kaldes spin-down, og 1E 2259 + 586 har været langsommere siden anti-glitch.
Et mysterium, der for nylig blev løst, var eksistensen af CXOU J164710.2-455216 i klyngen Westerlund 1. Den supernova, den kom fra, var omkring 40 gange solens masse, så den burde ikke have forladt andet end et sort hul. Den førende teori var, at der havde været et binært system, der forstyrrede de normale mekanismer. Forskere fandt en "runaway" stjerne i nærheden, der så nøjagtigt ud som forudsagt.
3Solens Mystiske Kusiner
Omkring en tredjedel af de sollignende stjerner har år lange perioder med varieret lysstyrke, da de nærmer sig enderne af deres liv. Christine Nicholls, en astronom fra Mount Stromlo Observatory i Australien, førte en undersøgelse af det årtiers gamle spørgsmål om hvorfor dette sker. Konklusionen var tydelig og fortalte os præcis, hvad vi allerede vidste: "Alle mulige forklaringer til deres usædvanlige adfærd svigte bare."
Nicholls hold overvågede 58 stjerner i 2,5 år. En ledende teori for variationerne var stjernernes pulsationer, hvor stjernerne vokser og krymper. Denne mulighed blev diskonteret sammen med muligheden for at stjernerne var i binære systemer. Holdet opdagede dog et nyt spor - de skiftende stjerner udstødte massekampe under deres overgange. Desværre er spor er ubrugelige uden den rigtige detektiv, og Nicholls sagde, at "en Sherlock Holmes er nødvendig for at løse dette meget frustrerende mysterium."
2Epsilon Aurigae's Disc
Mange spørgsmål er for nylig blevet besvaret om en af de ældste mysterier i astronomi - Eclipse af stjernen Epsilon Aurigae. Hvert 27 år falder det i omkring 18 måneder. Siden 1820'erne har forskere tilbudt alle mulige forslag, fra sorte huller til store stjerner. Observationer fra den nyeste formørkelse, der begyndte i 2009, tyder på et binært system lavet af en døende stjerne og en anden stjerne, der er omgivet af en kæmpe disk af materiale.
Men trods at finde ud af, hvad der er der, forlader det spørgsmålet om hvorfor. Den pågældende disk er lavet af grusstor partikler. Det er den slags skraldespand, der normalt findes i meget yngre stjernesystemer. De seneste observationer blev crowdsourced som en del af et borgerforskningsprojekt. Der kan være nok information i dem til at finde ud af det - eller måske må vi vente et par årtier.
1Polaris er uheldig
Nordstjernen er måske den mest berømte på den nordlige halvkugle, men på trods af den store kulturelle betydning er der meget, vi ikke ved om det. De seneste spørgsmål omkring stjernen blev afsløret i et papir med den vidunderligt spændende titel The North Star Mysteries: Den bemærkelsesværdige lysstyrkeforøgelse af Polaris fra historiske og moderne observationer.
Forskerne bag papiret opdagede, at Polaris er blevet lysere i løbet af det sidste århundrede. I dag kan det være så meget som 4,6 gange lysere end det var iagttaget i oldtiden.
Men måske er et mere presserende uløste spørgsmål, hvor langt væk fra os Polaris faktisk er. Målinger fra 1990'erne gav et tal på omkring 434 lysår.Det er imidlertid blevet beskrevet som at have "visse uregelmæssigheder, der hidtil har udtalt en retfærdig fortolkning." Nyere målinger med forskellige metoder har antydet, at det kan være mere end 100 lysår tættere, end vi oprindeligt havde tænkt.
Så igen, ved år 3000, vil Polaris ikke længere være Nordstjernen. Den titel vil gå til Gamma Cephei. Vi ved, hvor det er. Hvis vi ikke har fundet ud af det før overdragelsen, vil forskerne have yderligere 25.000 år til at udarbejde Polaris afstand, før det får sit job tilbage.