Informacija

Što izbacuje iz naše galaksije?

Što izbacuje iz naše galaksije?

Za vedre noći moguće je zagledati se u noćno nebo i vidjeti magloviti pojas svjetlosti koji se proteže od jednog horizonta do drugog. Ono što vidite je središnji disk Mliječne staze, masivne formacije koju čine prašina, plin i milijarde zvijezda.

Na temelju modernih promatranja, astronomi procjenjuju da Mliječni put mjeri 150,000 do 200 000 svjetlosnih godina u promjeru i sadrži između 100 i 400 milijardi zvijezde. Te zvijezde, kao i magloviti oblaci prašine i plina, čvrsto su vezani oko središta Mliječne staze.

U prošlom stoljeću astronomi su također shvatili da je naša galaksija tek jedna od mnogih u promatranom Svemiru (trenutne procjene kažu da ih može biti koliko god 1 ili 2 bilijuna). Međutim, astronomi su naučili puno toga o tome što se nalazi između galaksija i u to vrijeme.

Uglavnom je međugalaktički prostor onoliko blizu koliko onaj može doći do ukupnog vakuuma. Iako nisu potpuno prazna, ova su područja obično ispunjena samo tragovima prašine i krhotina koje se poput nitima protežu od jedne do druge galaksije.

Međutim, astronomi su također shvatili da u prostoru koji se nalazi između galaksija postoji i puno predmeta koji se prilično redovito izbacuju iz galaksija.

Tu se ubrajaju nevaljali planeti, skitničke zvijezde, a možda čak i nekoliko supermasivnih stvari (o tome više u nastavku). Postojanje ovih izvangalaktičkih objekata dovelo je do prilično zanimljivih spoznaja o našem Svemiru.

Malo kozmičke povijesti ...

Prema najšire prihvaćenim kozmološkim teorijama, Svemir je otprilike započeo Velikim praskom 13,8 milijardi prije nekoliko godina. Otprilike 100 000 godina kasnije, prve zvijezde nastale su od praiskonskog vodika i plina helija.

S vremenom su se ove zvijezde počele grupirati u velike sferne nakupine zvijezda (zvane globularna jata). Zatim su gravitirale jedna prema drugoj da bi stvorile prve galaksije, koje su se počele pojavljivati ​​otprilike 1 milijarda godine nakon Velikog praska (oko 13 milijardi prije nekoliko godina).

Do tog trenutka stvorila se velika struktura Svemira koja je uključivala jata galaksija, super jata i velike niti koji su ih povezivali. Nakon što se rodilo i umrlo više generacija zvijezda, počeli su se nakupljati i teži elementi.

Prve zvijezde nastale su od vodika i helija, ali kad su prešle u supernovu, metali koji su se stvorili izbacili su se u svemir. Otprilike šest ili sedam milijardi godina nakon Velikog praska, u međuzvijezdanom mediju bilo je dovoljno tih elemenata koje su planetarni sustavi počeli stvarati.

Sve to vrijeme rađale su se nove zvijezde, nastavili su se stvarati planetarni sustavi i nastavila su se galaktička spajanja. S obzirom na njihovu važnost za kozmičku evoluciju, možda je potrebno i malo pozadine o tome ...

Galaktička spajanja

Generacijama su astronomi shvaćali da su tijekom kozmičke povijesti galaksije evoluirale kroz proces spajanja. To je postupno uzrokovalo da se patuljaste galaksije okupe i tvore eliptične galaksije, koje su postupno prerasle u spiralne galaksije (poput naše vlastite).

Kad god bi se to dogodilo, rezultat bi bio prilično kataklizmičan. Počelo bi u vanjskim predjelima galaksija koje se spajaju, gdje bi im ruke uspostavljale kontakt i razmjenjivale zvijezde i oblake prašine i plina.

Postupno bi se galaksije gurale jedna u drugu i gušće koncentracije zvijezda dolazile bi u kontakt. To bi rezultiralo uništenjem mnogih zvjezdanih sustava plimnim poremećajima, a možda čak i sudarima između zvijezda.

Jednog dana astronomi predviđaju da će se Galaksija Mliječni put sudariti sa svojim najbližim susjedom, Galaksijom Andromeda (zvana Messier 31). Ova masivna spiralna galaksija nalazi se oko 2,5 milijuna svjetlosnih godina daleko i usporediva je po veličini s našom.

Zanimljivo je da se ova galaksija približava Mliječnom putu brzinom otprilike 482.800 km / h (300.000 mph). Na temelju najnovijih zapažanja ESA-e Zvjezdarnica Gaia, iz kojeg su astronomi mogli predvidjeti buduće kretanje naše dvije galaksije, procjenjuje se da će se ovo spajanje dogoditi oko 4,5 milijarde godine od sada.

Za zapisnik, to je 1 milijarda godine duže nego što se prije mislilo. Kakvo olakšanje, ha? I dok je civilizacija kakvu poznajemo u ovom trenutku vjerojatno davno umrla, bilo koja civilizacija koja se nalazi u ovom trenutku možda će trebati postati kreativna kako bi osigurala svoj opstanak.

Pa opet, možda neće ni primijetiti. U osnovi, proces će trebati stotine milijuna (ili čak milijardi) godina da se zaključi. A prema astronomima, proces će vjerojatno uključivati ​​pet faza.

Tijekom FazaJedan, Mliječni put i Andromeda nastavit će se približavati i Andromeda će rasti sve veće i svjetlije na noćnom nebu. U Druga faza, bit će dovoljno blizu da će se divovski molekularni oblaci u njihovim vanjskim krajevima stisnuti i roditi svijetloplave nove zvijezde, stvarajući nova zviježđa.

Treća fazauključivat će disk prašine i zvijezde koje karakteriziraju našu galaksiju Andromeda počet će se razdvajati. Kako se Andromeda provlači pored naše galaksije, nebo će postati zbrkana prašina, plin i svijetle mlade zvijezde. U ovoj će fazi mnoge novonastale masivne zvijezde postati supernova, osvjetljavajući noćno nebo.

U Četvrta faza, 100 milijuna godinama nakon što Andromeda napravi svoj prvi prolazak, zaljuljat će se natrag i dvije će se galaksije ponovno spojiti. To će uzrokovati ponovno sažimanje molekularnih oblaka, što će pokrenuti novi krug stvaranja zvijezda i supernova. Vjetrovi koji nastaju zbog toga otpuhat će velik dio preostalog plina i prašine.

U Peta faza, dvije će se galaksije napokon spojiti i činiti jednu eliptičnu galaksiju (koja se često naziva "Milkomeda"). Svi dokazi da su Mliječni put i Andromeda nekada postojali kao zasebne galaksije nestat će.

Raspodjela zvijezda u Andromedi i Mliječnom putu znači da će šansa za bilo kakav izravan sudar između zvjezdanih sustava biti zanemariva. Međutim, postupak spajanja i dalje će uzrokovati masovne preokrete zbog silnih gravitacijskih sila koje su uključene.

U osnovi, kad god se zvjezdane nakupine ili galaksije stope, gravitacijski utjecaj generirat će ogromne plimne sile. Također će rezultirati stvaranjem masivnih Gravitacijskih valova (GW) koji se talasaju kroz kozmos i potresaju prostor-vrijeme.

Štoviše, kad se posebno masivne galaksije stope (što će biti slučaj kada se Andromeda i Mliječni put spoje) razmijeni se puno više od pukog plina, prašine i zvijezda. Kao što astronomi znaju od 1970-ih, većina masivnih galaksija ima supermasivne crne rupe (SMBH) u svojim središtima.

Pa kad se masivne galaksije stope, spajaju se i crne rupe na njihovim jezgrama. I ovdje će se dva masivna tijela mimoilaziti, kružiti jedno oko drugog neko vrijeme i na kraju se okupiti da bi stvorili jedinstvenu SMBH.

Kao i same galaksije, dok završe, neće ostati dokaz da su nekada bile odvojene.

Pa, kako stvari "postaju nevaljale"?

U slučaju planeta, postupak je relativno jednostavan. Ubrzo nakon što su zvijezde rođene i formirale sustav planeta, mogu se dogoditi potresi kao rezultat svih gravitacijskih interakcija. Ova potresanja mogu čak dovesti do izbacivanja jednog ili više planeta iz zvjezdanog sustava.

Nedavna istraživanja pokazuju da se to moglo dogoditi u Sunčevom sustavu oko 4,5 milijarde godina, zbog čega su neki naši planeti postali nevaljali. Ti bi planeti postali dio milijarde stanovnika koji izravno kruže oko Mliječne staze i nisu vezani za bilo koju određenu zvijezdu.

Ali u nekim slučajevima, planeti bi mogli biti izbačeni iz zvjezdanog sustava s dovoljno snage da odu vangalaktički. Dokaze o takvim planetima prvi su put otkrili 2018. godine astrofizičari koji su neizravno promatrali populaciju od oko 2000 planeta između Mliječne staze i galaksije 3,8 milijardi svjetlosnih godina daleko.

Što se tiče zvijezda, postupak kroz koji prolaze lupež je malo dramatičniji. U nekim će slučajevima plime i oseke uzrokovane spajanjem dviju galaksija (i SMBH u njihovim jezgrama) biti dovoljne da nadjačaju gravitacijsko privlačenje koje održava zvjezdane sustave vezanima za njihovu galaksiju.

Kao rezultat, ove će zvijezde biti bačene iz galaksija koje se spajaju i naći će se u međugalaktičkom svemiru. Astronom Jack Hills prvi je teoretizirao da bi takve "nevaljale zvijezde" mogle postojati 1988. godine.

Od tada su astronomi otkrili brojna otkrića koja ukazuju na to da su skitnice zapravo prilično česte. U nekim slučajevima utvrđeno je da putuju brzinom od jedne desetine do jedne trećine brzine svjetlosti (0,1 do 0,33 c).

Za referencu, svjetlost putuje konstantnom brzinom od 299.792.458 m / s (1.079 milijuna km / h; 670,6 milijuna mph). Radeći matematiku, to znači da su se ove zvijezde kretale brzinom od oko 100 milijuna km / h (67 milijuna km / h) do 360 milijuna km / h (223 milijuna mph).

Ove nevjerojatno brze zvijezde dobivaju oznaku zvijezde hiperbrzinosti (HVS), od kojih su prvu 2005. godine promatrali astronomi iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziku (CfA).

Iako su galaktička spajanja uvjerljiv razlog zašto bi zvijezde poharale i postigle hiperbrzinske brzine, postoje i drugi mogući mehanizmi za bacanje nebeskih objekata iz njihovih galaksija.

Na primjer, astronomi su primijetili da Strijelac A * (SMBH u središtu naše galaksije) ima zvijezde koje redovito kruže oko njega (poput S2). Zbog intenzivnih gravitacijskih sila koje su uključene, S2 ima izrazito ekscentričnu orbitu i znatno ubrzava kada je najbliži horizontu događaja Sag A *.

Na temelju izračuna koje je izveo Jack Hills i novijih studija, astronomi su otkrili da bi gravitacijom SMBH jedan binarni sustav mogao biti uhvaćen, dok bi drugi bio izbačen iz galaksije.

Zapravo su originalni izračuni koje je izveo Jack Hills sugerirali da crne rupe jesu 4 milijuna puta veća od mase našeg Sunca bila bi u stanju stvoriti potrebnu silu za to. Inače, procjenjuje se da je sag A * oko 4 i 4,5 milijarde Sunčeve mase.

Novija promatranja otkrila su da bi i crne rupe srednje mase (MMBH) - koje imaju desetak puta veću masu od našeg Sunca - također mogle učiniti trik. U tim slučajevima zvijezde su mogle biti izbačene kao rezultat jedne zvijezde u binarnom paru koja ide supernovom i potiskuje drugu zvijezdu iz galaksije.

Ali ovdje stvari postaju doista zanimljive. Prema nekim opažanjima i teorijskim studijama, neke zaista zanimljive stvari bacaju se i iz naše galaksije (i drugih).

Planete, i zvijezde, i crne rupe!

Da ponovimo, planete se relativno često izbacuju iz galaksija, a zvijezde hiperbrzinosti su također česte. Ali što je s cijelim sustavima, gdje su zvijezde i planeti koji ih okružuju izbačeni iz galaksija?

Prema istraživačima iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziku (CfA) i Instituta za teoriju i računanje (ITC), potpuno je moguće da bi zvijezde izbačene iz naše galaksije mogle nositi svoje planetarne sustave tijekom vožnje.

To znači da bi čitavi zvjezdani sustavi mogli putovati iz jedne galaksije u drugu dijelom brzine svjetlosti. Još je intrigantnija mogućnost da bi neki od ovih planeta mogli biti naseljeni i da bi zvijezde oko kojih kruže na kraju došle do druge galaksije.

U tom pogledu, zvijezde hiperbrzosti mogu biti jedan od načina na koji se život širi po svemiru. Štoviše, isti su istraživači nagovijestili da u svemiru može postojati trilijun tih zvijezda, samo čekajući da ih se prouči.

Kao što je rekao profesor Abraham Loeb, jedan od autora istraživanja:

“Čvrsto vezani planeti mogu se pridružiti zvijezdama u vožnji. Najbrže zvijezde prelaze milijarde svjetlosnih godina kroz svemir, nudeći uzbudljivo kozmičko putovanje za vanzemaljske civilizacije. U prošlosti su astronomi razmatrali mogućnost prijenosa života između planeta unutar Sunčevog sustava i možda kroz našu galaksiju Mliječni put. Ali ova novo predviđena populacija zvijezda može prenositi život između galaksija po cijelom svemiru. "

Zvuči prilično čudno, ha? Pa, postaje još čudnije od toga! Sljedeća je mogućnost toliko duboka da zaslužuje vlastitu liniju:

Supermasivne crne rupe!

Dobro ste pročitali. Prema nedavnim istraživanjima, plimne interakcije uzrokovane sudaranjem galaksija mogu biti toliko intenzivne da bi čak i Supermasivne crne rupe (SMBH) mogle biti izbačene iz galaksija i postat će nevaljale - čime postaju nevaljale Supermasivne crne rupe (rSMBH).

2018. godine astronomi Nacionalnog opservatorija za radio astronomiju (NRAO) otkrili su ono za što su vjerovali da je rSMBH koji putuje daleko od svoje galaksije. Koristeći podatke NASA-inog X-ray opservatorija Chandra i drugih teleskopa, tim ga je uočio u međugalaktičkom svemiru oko 3,9 milijardi svjetlosnih godina sa Zemlje.

S obzirom na masu predmeta (160 milijuna puta veća od mase našeg Sunca), kao i njegov svijetli rentgenski potpis, tim je utvrdio da to mora biti SMBH ili dvostruki SMBH. Također su teoretizirali da je vjerojatno jedno vrijeme bio dio eliptične galaksije.

Budući da je ovaj objekt bio preko 80 puta masivniji od Sag A *, galaksija koja ga je sadržavala morala bi biti vrlo masivna. Štoviše, gravitacijska sila odgovorna za njegovo izbacivanje morala je biti doista ogromna!

Sve ovo dodaje težinu teoriji da je objekt izbačen kao rezultat spajanja dvije posebno masivne galaksije. Može se samo zamisliti da su uključene astronomske sile (bez igre riječi). I pomisao na nešto što masivno i moćno leti kroz svemir ... budimo samo zahvalni što nam ne smeta!

Jednog dana...

Što sve ovo znači za istraživanje svemira? Pa, jednog dana možda ćemo moći detaljno proučavati izvangalaktičke zvijezde i planete, približno na isti način na koji očekujemo detaljno proučavati ekstrasolarne planete. Tko zna što bismo mogli naći?

Osim toga, mogli bismo jednog dana saznati da život kakav poznajemo (ili potrebni sastojci) potječe iz druge galaksije. U stvari, mogli bismo imati daleku rodbinu koja živi u galaksiji udaljenoj milijardama svjetlosnih godina i koja gleda prema zvijezdama i pita se postoji li inteligentan život izvan njihova svijeta.

Što se tiče zvijezda hiperbrzinosti koje su trenutno vani (i naselile su planete koje ih okružuju), može se samo zamisliti kako to mora biti inteligentnim bićima koja zure u noćno nebo. Pod pretpostavkom da su vodili detaljne zapise, shvatili bi da se nebo mijenjalo tijekom dužih vremenskih razdoblja.

Na jednoj hemisferi zvijezde bi izgledale crvenkasto jer bi se sve više udaljavale. U drugom bi izgledali plavo (blueshift) otkad su se približavali. Na kraju bi ljudi na jednoj hemisferi imali jasan pogled na galaksiju koju su napustili, dok bi ljudi na drugoj shvatili da je galaksija na njihovom nebu polako postala veća.

I kao što je objasnio profesor Loeb, ako je neki izdanak čovječanstva i dalje oko 4,5 milijarde godina, mogli bi se zaustaviti u vožnji planetom koji kruži oko zvijezde hiperbrzosti:

"U prošlosti su astronomi razmatrali mogućnost prijenosa života između planeta u Sunčevom sustavu i možda kroz našu galaksiju Mliječni put. Ali ova novo predviđena populacija zvijezda može prenositi život između galaksija po cijelom svemiru. Naši potomci mogli bi razmišljati o ukrcaju na srodni planetarni sustav nakon što se Mliječni put za nekoliko milijardi godina stopi sa sestrinskom galaksijom Andromedom. "

Ako nas je nešto naučilo proučavanje Svemira, to pokreću neke zaista titanske sile. Stoga ne treba čuditi da se povremeno planeti, zvijezde, pa čak i crne rupe mogu bacati poput biljarskih kuglica!

Pa ipak, čovjek se ne može načuditi!

  • NASA - Messier 31 (Galaksija Andromeda)
  • ESA - Gaia uočava zvijezde kako lete između galaksija
  • NASA - Hiperbrzasta zvijezda pokrenuta je s Mliječne staze
  • NASA - Zašto neka galaktička spajanja dovode do propasti?
  • CfA - Zvijezde hiperbrzinosti: Brzi prognanici s Mliječne staze
  • NASA - Hubble otkrio zvjezdani vatromet koji prati sudar galaksije
  • MNRAS - "Sudar Mliječnog puta i Andromede" T.J. Cox i Avi Loeb
  • Svemir danas - kada se naša galaksija sruši u Andromedu, što se događa s našim suncem?


Gledaj video: Crne Rupe, Galaksije i Druge Zanimljivosti o Planetama (Siječanj 2022).