Astronomit kohtaavat havainnoissaan usein ilmiöitä, joita ei ole vain vaikea selittää, vaan yksinkertaisesti mahdotonta kuvata. Mitä enemmän katsomme avaruuteen, sitä enemmän sellaisia ilmiöitä löydämme. Ehdotamme, että tutustu tusinaan mielenkiintoisimmista galaktisista ilmiöistä ja omituisuuksista, jotka on kerätty vuosien aikana, kun tuskallisesti pohdittiin avaruutta.
Triangulum II-galaksi
Lähellä Linnunradan reunaa sijaitseva Triangulum II -galaksi on hämmästyttänyt jo monia tähtitieteilijöitä uskomattoman nopeilla tähtiin. Pieni galaktinen naapurimme sisältää ennätyksellisen pienen määrän heitä - vain noin 1000 (esimerkiksi Linnunradalla on 100 miljardia). Valtava massa kuitenkin varjostaa Triangulum II: ssa.
Tarkkaillessasi tätä galaksia, Keck Large Telescope, joka sijaitsee Mauna Kean tulivuorella Havaijilla, huomasi kuuden tähden liikkuvan huomattavasti odotettua nopeammin. Tosiasia on, että galaksi on niin tumma, että vain nämä kuusi tähteä olivat näkyvissä kaukoputken läpi. Näidenkin tähdet ansiosta tutkijat pystyivät kuitenkin laskemaan Triangulum II: n painovoimat ja sen kokonaismassan. Kävi ilmi, että galaksi on massiivisempi kuin kaikkien sen tähteiden yhdistetty massa.
Tutkijat ovat havainneet, että tämä galaksi sisältää korkeimman pimeän aineen pitoisuuden kaikista aiemmin tutkituista galakseista. Siitä huolimatta ranskalaiset Strasbourgin yliopiston tähtitieteilijät uskovat, että tällaiselle voimakkaalle tähtihajoamiselle ja galaksin himmenemiselle on syynä Triangulum II: n viereisten galaksien gravitaatiovoimien vaikutukseen.
Tällainen korkea pimeän aineen pitoisuus Triangulum II: ssä antaa tutkijoille suoran mahdollisuuden yrittää tutkia tätä outoa ainetta, jonka osuus on 24 prosenttia maailmankaikkeuden kokonaismassasta. Koska tässä galaksissa on hyvin vähän tähtiä, se ei tuota käytännössä gammasäteilyä, mikä antaa mahdollisuuden havaita röntgenvoimat pimeän aineen vuorovaikutuksesta. Koska galaksi on käytännössä kuollut, nämä signaalit tulisi tallentaa selkeästi, ilman "vääristymiä" monien kosmisten energialähteiden muodossa tai vain vähän häiriöitä "vilkkaimmilla" alueilla.
Mainosvideo:
Salaperäinen galaktinen rengas
Amerikkalaiset ja unkarilaiset tähtitieteilijät kompastuivat äskettäin avaruudessa rakenteeseen, joka osoittautui niin valtavaksi, että sen olemassaoloon on vaikea uskoa. Tämä rakenne osoittautui galaksien klusteriksi, joka muodosti eräänlaisen renkaan, joka ulottuu lähes 5 miljardia valovuotta. Tämä esine on niin suuri, että yötaivaalla optisella alueella se näyttäisi olevan 70 kertaa suurempi kuin kuun koko levy.
Tähtitieteilijät pystyivät laskemaan tämän kosmisen renkaan arvioidun koon johtuen gammasäteilyn seitsemän havaitun purskeen samanlaisuudesta - yksi suurimmista ilmiöistä räjähtävän energian vapautumisesta avaruudessa. Gammasätepurskaukset tapahtuvat tyypillisesti, kun tähti menee superkirkkaaseen supernovaan ja muuttuu sitten mustaksi reikäksi.
Koska havaitut purskeet olivat käytännössä samalla etäisyydellä toisistaan, tähtitieteilijät olettivat olevansa osa samaa kosmista megarakennetta. Tietenkään ei ole syytä hylätä myös sattuman todennäköisyyttä. Tämän kokoisen galaktisen renkaan olemassaolo on ristiriidassa kosmologisten malliemme kanssa, jotka kuvaavat maailmankaikkeuden suurimpien esineiden kokorajaa, joka näiden mallien mukaan on noin 1,2 miljardia valovuotta.
Ja vaikka tämä rengas onkin olemassa, miksi se on niin iso? Kukaan ei vielä tiedä vastausta tähän kysymykseen. On kuitenkin ehdotuksia, että sama salaperäinen tumma aine on jotenkin vastuussa sellaisten uskomattoman kokoisten avaruusobjektien luomisesta.
Tayna-galaksi
Yhdistämällä Hubble- ja Spitzer-avaruusteleskooppien voimat, tähtitieteilijät ovat löytäneet yhden maailmankaikkeuden kaikkein kauimpana olevista esineistä. Samaan aikaan tutkijat uskovat, että tämä esine ilmestyi vasta 400 miljoonaa vuotta suuren iskun jälkeen. Eli se on myös yksi maailmankaikkeuden vanhimmista esineistä. Tämä esine on tuskin näkyvä ja erittäin haalistunut galaksi, nimeltään Tayna, joka tarkoittaa "esikoista" eteläamerikkalaisessa murreessa. Toistaiseksi tutkijat ovat löytäneet 22 näistä "ensimmäisen syntymävaiheen" galakseista, jotka ovat peräisin pian Ison räjähdyksen jälkeen.
Tayna-galaksin löytäminen vaati kahden ihmiskunnan parhaan avaruusteleskoopin voimaa ja paljon apua noin neljän miljardin valovuoden päässä sijaitsevalta galaksiklusterilta MACS J0416.1-2403. Neljämiljoonaa aurinkoa massalla oleva galaksiklusteri houkuttelee uskomattoman määrän valoa, luomalla painovoimalinssin ja mahdollistaen välähdyksen Taynaan, joka on pohjimmiltaan sen takana. James Webbin teleskooppi, joka on tarkoitus lähettää avaruuteen vuonna 2018, antaa meille paremman kuvan tästä galaksista ja antaa paljon yksityiskohtaisempia tietoja maailmankaikkeuden ensimmäisten galaktisten esineiden edustajasta.
Galaktinen lastenhoitaja
Astronomit eivät ole täysin varmoja tietävyydestään galaksien syntymisestä. On yleisesti hyväksyttyä, että galaksit vievät kaiken niiden muodostumiseen tarvittavan aineen galaktienvälisestä ympäristöstä. On kuitenkin muitakin oletuksia. Yhden niistä mukaan galaksin muodostuminen tapahtuu tiheässä tumman aineen kerääntyessä, jonka ympärille vety- ja muiden kaasujen pilvet alkavat kerääntyä, gravitaatiovoimien vetämällä. Toinen teoria on, että galaksit muodostuvat aineesta tietystä lähteestä. Ensimmäinen vaihtoehto on liian pitkä, jotta voidaan tarkistaa havaintotiedoista. Kukaan ei koskaan katsellut toista.
Ainakin viime aikoihin saakka. Kalifornian teknologiainstituutin tutkijat havaitsivat Palomarin observatorion Hale-teleskooppiin kiinnitetyn Cosmic Web Imager -instrumentin avulla protogalaktisen levyn (hyvin nuori, juuri muodostava galaksi), joka sijaitsee 10 miljardin valovuoden päässä. Se koostuu kuumasta kaasusta, jonka tilavuutta lisää kylmä kaasu, jonka nuori galaksi vastaanottaa ns. Kosmisen rainan hehkulangasta, jonka vieressä galaksi muodostuu. Tutkijoiden mielestä tämä on ensimmäinen suora todiste kosmisen verkon olemassaolosta, joka yhdistää kaiken maailmankaikkeudessa.
Kahden kvaasarin onnistuneen sijoittamisen vuoksi tälle avaruusalueelle osa hämähäkkiverkosta, joka syöttää kaasua vastamuodostuneeseen galaksiin, on kuumennut, jolloin tutkijat voivat määrittää sen läsnäolon.
Iso Magellanin raivo
Suuri Magellanic Cloud (LMC) ja sen kääpiökumppani, Small Magellanic Cloud (MMO), ovat lähimmät naapur galaksejamme, jotka sijaitsevat noin 160 000 ja 200 000 valovuoden päässä. Suurimpana kääpiögalaktikkona lähellä Linnunrataa, ne ovat helposti nähtävissä yötaivaan eteläisellä pallonpuoliskolla.
Tutkijat huomauttavat, että LMC: n kanssa tapahtuu jotain outoa. Tarantula-kötsässä, joka on osa LMC: tä, tähtitieteilijät ovat löytäneet todellisen tähtiä muodostuvan inkubaattorin. Mutta kuten kävi ilmi, tänne muodostuu paljon vähemmän tähtiä kuin ensi silmäyksellä näyttää.
Tosiasia, että noin 5 prosenttia 5900 tutkitusta suuresta ja erittäin suuresta tähdestä, jotka sijaitsevat LMC: ssä, eivät kuulu tähän galaksiin. BMO todella varasti heidät MMO: lta. Tutkijat tulivat tähän johtopäätökseen havaittuaan, että nämä tähdet kääntyvät vastakkaiseen suuntaan verrattuna muihin. Lisäksi näiden tähtien kemiallinen koostumus ei ole lainkaan samanlainen kuin se, mikä on tyypillisesti LMC-tähtiä. Nämä tähdet sisältävät paljon enemmän raskaita alkuaineita, kuten rautaa ja kalsiumia. Tutkijoiden mielestä Tarantula-köyden tällainen hedelmällisyys johtuu juuri siitä tosiasiasta, että LMC varastaa tähtiä IMO: lta. Lisäksi BMO ei epäröi syödä kaasua avarinaapuriltaan. Tässä tapauksessa kaasu kiihtyy niin voimakkaasti, että se "sytyttää" jäännöskaasut kahden galaksin välillä.
Galaxy Hercules A
Hercules A: n (3C 348) galaksin keskustassa on jättiläinen musta aukko, jonka massa on 2,5 miljardia aurinkoa! Se on tuhat kertaa massiivisempi kuin koko Linnunrata ja tuottaa kaksi jättiläistä plasmasuihkua, jotka peittävät käytännössä koko galaksin, jossa ne sijaitsevat. Lisäksi nämä plasmavirrat, jotka ulottuvat 1,5 miljoonaan valovuoteen, peittävät muut galaksit, mukaan lukien Linnunrata, jonka halkaisija on 15 kertaa pienempi. Täältä löytyvä energian määrä on erittäin vaikea kuvailla. Keskellä olevan mustan aukon lähtökierros radioaaltojen ekvivalentissa on miljardia kertaa suurempi kuin aurinkoomme.
Tämä riittää tekemään Hercules A: sta yhden kirkkaimmista radioaaltojen lähteistä, jota koskaan on havaittu. Yllä olevan kuvan vaaleanpunainen-punainen säde on atomipartikkeleiden ja magneettikenttien plasma kiihdytetty relativistisiin nopeuksiin (melkein valon nopeus). Reunojen vieressä olevat tilaa vievät globaalit klusterit osoittavat todennäköisesti monia varhaisia, uskomattomia purkauksia.
Valitettavasti kaikki tämä on näkymätöntä paljaalla silmällä, eli se on vain taiteilijan esitys. Kuva luotiin Hubble-kaukoputken laajakamerakameran 3 optisen tiedon perusteella ja erittäin suuren ryhmän radioteleskoopin (Super Large Antenna Array) havaintojen perusteella.
Muinaiset valkoiset kääpiöt Linnunradan
Galaksiamme on hyvin muinainen. Se on melkein yhtä vanha kuin itse maailmankaikkeus. Tarkkaillen Linnunradan keskimmäistä palkkia, tähtitieteilijät ovat löytäneet klusterin, jossa on 70 valkoista kääpiötä - tiheitä ja kompakteja tähtiä, joiden massa on aurinkoa (tai jopa enemmän), mutta ei suurempi kuin Maa.
Tietenkin, palkissa on paljon enemmän tähtiä, mutta tutkijoita kiinnosti tietty ryhmä, joka sijaitsi suhteellisen avoimesti kosmiselle pölylle ja sijaitsi noin 25 000 valovuoden päässä maasta.
Nyt nämä tähdet ovat vain tähtitieteellisiä pyhäinjäännöksiä, mutta tutkijoiden mukaan ne voivat kertoa meille kuinka galaksimme näytti. Joidenkin valkoisten kääpiöiden uskotaan olevan yli 12 miljardia vuotta vanhoja. Lisäksi tutkijat ajattelevat, että nämä valkoiset kääpiöt olivat niiden tähdet, jotka "siemenivät" galaksiamme. Linnunradan historia alkoi heistä. Miljoonat tähdet, jotka ovat päättäneet elinkaarensa, ovat seuranneet esimerkkiä, hajottaen aineensa yli 100 000 valovuoteen.
Uskomattoman kirkas galaksi
NASA: n WISE-avaruusteleskooppi on löytänyt kaikkien aikojen kirkkaimman galaksin. Sen kirkkaus on yhtä suuri kuin yli 300 biljoonaa aurinkoa. Kyseisen galaksin WISE J224607.57-052635.0 fotonien piti matkustaa 12,5 miljardia vuotta jättääkseen meille viestinsä ja antaakseen kuvan siitä, miltä maailmankaikkeus todella näytti syntymän kynnyksellä.
Tämä galaksi on niin kirkas, että on vaikea edes katsoa sen koko kuvaa taiteilijan mielestä, joka voidaan nähdä yllä. Se ei kuitenkaan ole velkaa kirkkauttaan tähtiille. Galaksi on niin kirkas mustan aukonsa takia. Se on niin massiivinen, että se asettaa jopa epäilyksiä fysiikan ymmärtämisestämme jossain määrin.
Tutkijat ovat yllättyneitä siitä, että varhainen maailmankaikkeus olisi voinut olla turvapaikka tällaisille avaruuskohteille. Yleensä mustia reikiä on rajoitettu "kunnollaan", ja mennyt aika ei olisi ollut tarpeeksi, jotta se voisi niellä koko galaksin. Tämä musta reikä pystyi kuitenkin jollain tavoin ylittämään "sen äärellisyyden rajan" useita kertoja, kunnes se saavutti massan, jonka se on nyt. Hän on "koristanut itseään" niin paljon, että nyt hän vapauttaa (regurgitoi) valtavan määrän energiaa, joka kirjaimellisesti osuu täällä sijaitsevaan jättimäiseen kaasukookoniin, joka lopulta alkaa valaista häikäisevällä auralla.
Pieni galaksi, jolla on jättiläinen musta aukko
Äärimmäisen kompakti kääpiögalaksi M60-UCD1 voisi muuttaa ymmärrystämme mustista reikistä ja kääpiögalaksejen käsitteestä yleensä. Se on vain 300 valovuotta poikki, mikä on vain 0,2 prosenttia Linnunradan koosta. Tässä galaksissa on kuitenkin musta aukko, jonka massa vastaa 21 miljoonaa aurinkoa. Vertailun vuoksi, Linnunradan keskustassa oleva musta reikä on kooltaan huomattavasti suurempi, mutta sen massa on vain 4 miljoonaa aurinkoa.
Viime aikoihin asti uskottiin, että galaksien ja mustien reikien koko ovat toisiinsa liittyviä. Tämä löytö kuitenkin haastoi tämän mallin ja ehdottaa, että näiden kahden avaruusobjektin koko voi olla täysin suhteeton. Ja tutkijoilla on selitys tähän.
Tosiasia, että M60-UCD1 ei aina ollut kääpiögalaksi. Utahin yliopiston (USA) tähtitieteilijät uskovat, että galaksissa oli aikoinaan 10 miljardia tähteä. Hän pääsi kuitenkin liian lähelle isompaa galaktista naapuriaan, joka todella ryösti hänet. Seurauksena galaksissa on vain noin 140 miljoonaa tähteä. Tämä tekee M60-UCD1: stä viime kädessä yhden pienimmistä galakseista, joiden keskellä on massiivinen musta aukko. Sama tiedemiesten oletus herättää kuitenkin muita kysymyksiä. Ovatko kääpiögalaktikot "epäonnistuneet" suuret galaksit, vai ovatko ne kaikki joutuneet historiansa aikana suurempien naapureidensa saaliin?
Galaxy EGS8p7
13,2 miljoonaa vuotta vanha EGS8p7-galaksi on niin vanha, että meidän ei pitäisi nähdä sitä. Ison räjähdyksen jälkeen maailmankaikkeus oli jonkin aikaa kuuma protonien ja elektronien klusteri. Jäähdytysajan jälkeen hiukkaset yhdistyivät neutraaliksi vedyksi. Tärkeintä on, että tässä tapauksessa kaukoputkimme eivät kykene havaitsemaan maailmankaikkeuden varhaista valoa, koska sen pitäisi käydä läpi monia erilaisia vääristymiä.
Kun galaksit ja muut energialähteet ilmestyivät maailmankaikkeuteen, ne muuttivat kaasun uudelleen, hajottivat sen tiheän kerääntymisen ja avasivat tietä valolle. Tämä tapahtuma tapahtui kuitenkin noin miljardia vuotta myöhemmin, joten EGS8p7 on liian kaukana meistä, jotta voimme nähdä sen. Ja vielä, tähtitieteilijät toteavat jotenkin pystyneensä tarttumaan galaksin Lyman-alfa-linjaan, joka on sen tyyppinen viivakoodi. Se ilmenee, kun suhteellisen nuori tähti alkaa lähettää ultraviolettivaloa ympäröivään kaasuun jättäen taakse lämpömerkinnän. Tämä allekirjoitus havaittiin MOSFIRE-spektrometrillä Keckin observatoriossa Havaijilla.
Ja silti galaksin EGS8p7 Lyman-alfa-linjan olisi pitänyt pysyä varhaisessa vaiheessa läpinäkymättömän neutraalin vedyn piilossa. Tähtitieteilijät eivät ole täysin varmoja siitä, kuinka EGS8p7: n valo onnistuu murtautumaan tällaisen esteen läpi. On oletettu, että paikallisten tähtien säteily on niin voimakasta, että se leioni osan maailmankaikkeudesta paljon aikaisemmin kuin muut galaksit.
Andromedan rengas
Lähin naapurimme, Andromedan galaksi (M31), ympäröi jättiläinen rengas (tai halo). Itse Andromeda on kaksinkertainen Linnunradan pintaan ja ulottuu yli 200 000 valovuotta. Lisäksi sen halo edustaa noin 2 miljoonan valovuoden tilaa. Se toimii majakkana tähtitieteilijöille, jotka etsivät kvasaareja täältä. Hubble-avaruusteleskoopin tieteellisiin instrumentteihin ulottuva ultraviolettivalo antoi tutkijoille kuvan siitä, kuinka sellainen jättiläinen kaasusormus voisi muodostua Andromedan ympärille.
Osittain galaktisesta kaasusta valmistettu rengas on eräänlainen valtava ainevarasto tuleville ja nouseville tähtiille. Se on myös runsaasti supernovojen tuottamia raskaita alkuaineita, jotka sijaitsevat Andromedan rajoilla ja poistuvat rajojensa ulkopuolella. Valitettavasti rengas itsessään on näkymätön ihmissilmälle, mutta yötaivaalla se olisi 100-kertainen täysikuun halkaisijaan nähden.