CP v2

Tag: Galaktikos

  • Mokslininkai išmatavo rekordinę galaktiką: IC 1101 siekia 1,7 mln. šviesmečių ir dar auga

    Mokslininkai išmatavo rekordinę galaktiką: IC 1101 siekia 1,7 mln. šviesmečių ir dar auga

    Astronomai skelbia patikslinę vienos didžiausių žinomų galaktikų Visatoje matmenis: elipsinė galaktika IC 1101, esanti Abell 2029 spiečiuje, gali driektis apie 1,7 mln. šviesmečių. Tai maždaug 20 kartų daugiau nei Paukščių Tako žvaigždžių disko skersmuo, todėl mastelį net sunku įsivaizduoti.

    Naujausiame tyrime komanda, vadovaujama astrofiziko Carloso Marrero de la Rosa, pasitelkė ypač gilius stebėjimus, kad tiksliau nustatytų, kur baigiasi pagrindinis IC 1101 žvaigždžių kūnas. Ankstesni vertinimai skyrėsi, nes galaktikos pakraščiuose žvaigždžių šviesa susilieja su blankia, visą spiečių užpildančia difuzine šviesa.

    Kur baigiasi galaktika?

    Skirtingai nei kieti kūnai, galaktikos neturi aštraus krašto: žvaigždžių tankis tolygiai mažėja tolstant nuo centro. Dėl to „kraštas“ paprastai apibrėžiamas kaip riba, kur pagrindinė galaktikos dalis nustoja elgtis kaip vientisa struktūra, o šviesos ir masės pasiskirstymas ima kisti kitaip.

    Tyrėjai giliai fotografavo IC 1101 2,5 metro Isaac Newton teleskopu La Palmoje, Roque de los Muchachos observatorijoje. Vėliau jie kruopščiai pašalino išsklaidytą šviesą nuo priekyje esančių žvaigždžių ir ryškią galaktikos branduolio šviesą, nes tokie efektai gali imituoti tariamą „ūką“ pakraščiuose.

    Įvertinus šiuos pataisymus, maždaug ties 260 kiloparsekų atstumu nuo centro keli nepriklausomi požymiai pasikeitė vienu metu: šviesio profilis, žvaigždžių spalvos, žvaigždinės masės dalis, taip pat matoma forma ir orientacija. Ši riba interpretuota kaip pagrindinio žvaigždžių kūno kraštas, o tai reikštų apie 520 kiloparsekų, arba 1,7 mln. šviesmečių, skersmenį.

    Didžiulė, bet vis dar auganti

    Įdomiausia, kad net nustačius aiškų pagrindinės dalies „kraštą“, aplink IC 1101 aptikti ypač blankūs, netaisyklingi dariniai, primenantys gijas, plunksnas ar asimetriškas skraistes. Tokie pėdsakai dažniausiai siejami su senesniais susijungimais ir medžiagos „prisijaukinimu“, kai masyvi galaktika palaipsniui praryja mažesnes kaimynes.

    „Galaktika paprastai neturi aštraus krašto kaip kietas objektas: žvaigždės tolstant nuo centro darosi vis retesnės“, – sakė Carlosas Marrero de la Rosa.

    „Todėl kraštas yra ne vieta, kur žvaigždės staiga dingsta, o spindulys, nuo kurio pagrindinis kūnas nustoja elgtis kaip vientisa struktūra“, – pridūrė jis.

    Komandos teigimu, šie labai blankūs išoriniai dariniai rodo, kad IC 1101 ir dabar surenka medžiagą savo pakraščiuose. Tai dera su šiuolaikiniu galaktikų evoliucijos vaizdu, pagal kurį didžiausi dariniai auga per ilgas susijungimų grandines, ypač tankiuose galaktikų spiečiuose.

    Kodėl tokie matavimai svarbūs?

    IC 1101 yra vadinamoji ryškiausia spiečiaus galaktika, dažnai užimanti centrinę padėtį ir „surenkanti“ aplinkinių objektų medžiagą per milijardus metų. Tokių sistemų pakraščiai saugo istoriją apie senesnius susidūrimus, gravitacinius potvynius ir žvaigždžių srautus, kurie išryškėja tik itin giliuose stebėjimuose.

    Tyrėjai pabrėžia, kad IC 1101 nebūtinai yra absoliutus dydžio „lubų“ pavyzdys. Visatoje gali būti ir dar labiau išsiplėtusių sistemų, tačiau jos tiesiog nebuvo stebėtos pakankamai giliai, kad būtų patikimai atskirtas pagrindinis kūnas nuo spiečiaus foninės šviesos.

    „Būčiau atsargus teigdamas, kad IC 1101 yra galutinis dydžio limitas, nes Visatoje gali būti kitų labai išplėstų sistemų, kurios dar nebuvo ištirtos su panašiu gyliu ir kruopštumu“, – sakė Carlosas Marrero de la Rosa.

    „Tačiau IC 1101 šiuo metu yra vienas stipriausių stebėjimais paremtų apribojimų, kiek didelė gali tapti galaktika dabartinėje Visatoje“, – teigė jis.

    Darbas priimtas publikuoti žurnale Astronomy and Astrophysics ir paskelbtas išankstinėje arXiv versijoje. Komanda planuoja taikyti tuos pačius metodus kitoms itin masyvioms galaktikoms, siekdama išsiaiškinti, ar IC 1101 yra išskirtinė, ar tik ryškiausias dar ne iki galo atrastos „milžinių“ populiacijos pavyzdys.

  • Paukščių takas gali slėpti 170 mln. juodųjų skylių: mokslininkai parodė, kur jų ieškoti

    Paukščių takas gali slėpti 170 mln. juodųjų skylių: mokslininkai parodė, kur jų ieškoti

    Juodosios skylės yra vieni slapčiausių Visatos objektų: jos beveik neskleidžia šviesos, todėl dažniausiai lieka nematomos. Astronomai jas patikimiausiai aptinka tik tada, kai jos „maitinasi“ ir įkaitina aplinkines dujas, arba kai išduoda savo trauką aplinkiniams kūnams.

    Dėl to iki šiol nebuvo aišku, kiek Paukščių take gali būti žvaigždinės masės juodųjų skylių, susidariusių po masyvių žvaigždžių žūties. Nauji modeliavimai rodo, kad jų mūsų galaktikoje gali būti apie 170 000 000, nors dauguma jų tebūtų tylūs, praktiškai nepastebimi klajūnai.

    Tyrėjų skaičiavimai paremti Paukščių tako raidos imitavimu per maždaug 13,6 mlrd. metų: įvertinta žvaigždžių formavimosi istorija, jų gyvavimo trukmė, supernovų dažnis ir tikėtina, kiek branduolių turėjo virsti juodosiomis skylėmis. Tokia metodika leidžia daryti prielaidą ne tik apie bendrą skaičių, bet ir apie tai, kur šie objektai turėtų būti pasiskirstę šiandien.

    Modelis rodo, kad ties Saulės atstumu nuo galaktikos centro juodųjų skylių tankis nėra didelis, todėl artimoje kosminėje kaimynystėje jų aptikti būtų sudėtinga. Visgi bendras skaičius milžiniškas, nes Paukščių takas yra didžiulė struktūra, per savo istoriją pagimdžiusi ir „užgesinusi“ daugybę masyvių žvaigždžių.

    Ypatingas dėmesys skiriamas vadinamiesiems gimimo smūgiams, kuriuos juodoji skylė gali gauti supernovos metu. Jei sprogimas būna nesimetriškas, naujai susiformavęs objektas įgauna papildomą greitį ir gali būti „išspirtas“ tolyn nuo savo gimimo vietos.

    Dėl šių smūgių juodųjų skylių pasiskirstymas turėtų skirtis nuo įprasto žvaigždžių disko. Skaičiavimai leidžia manyti, kad juodųjų skylių „diskas“ gali būti gerokai storesnis už plonąjį žvaigždžių diską: atitinkamai apie 790 parsekų, palyginti su maždaug 306 parsekais, nes dalis objektų pakyla aukščiau galaktikos plokštumos.

    Modeliavimai taip pat numato įdomią tendenciją: lengvesnės juodosios skylės, tikėtina, nuskrenda toliau nuo galaktikos plokštumos. Aiškinama, kad tokiais atvejais supernova išmeta daugiau medžiagos, o atatranka būna stipresnė, tuo tarpu sunkesnės juodosios skylės formuojasi, kai dalis medžiagos „sugrįžta“ atgal ir sumažina smūgio efektą.

    Šios prognozės svarbios ne vien dėl statistikos. Jei būsimi plataus masto dangaus stebėjimai, ypač ieškantys subtilių gravitacinių poveikių ir juodųjų skylių judėjimo pėdsakų, patvirtins numatytą masių ir greičių pasiskirstymą, tai padėtų geriau suprasti pačias supernovas ir juodųjų skylių formavimosi mechanizmus.

    Tyrėjai pabrėžia, kad dabartinės juodųjų skylių padėtys ir judėjimas gali išsaugoti jų kilmės „parašą“ ir tapti savotišku Paukščių tako istorijos archyvu. Kitaip tariant, nematoma galaktikos populiacija gali suteikti netikėtai daug informacijos apie tai, kaip Paukščių takas augo ir keitėsi per milijardus metų.

    Darbas paskelbtas kaip išankstinis mokslinis rankraštis ir šiuo metu laukia formalaus recenzavimo. Tai reiškia, kad skaičiai ir detalės dar gali kisti, tačiau pati kryptis aiški: didžioji dalis galaktikos juodųjų skylių tikėtina yra tylios, išsibarsčiusios ir aptinkamos tik netiesioginiais metodais.

  • Mokslininkai pristatė didžiausią Visatos magnetinių laukų žemėlapį: pamatė tai, kas iki šiol buvo nematoma

    Mokslininkai pristatė didžiausią Visatos magnetinių laukų žemėlapį: pamatė tai, kas iki šiol buvo nematoma

    Mokslininkai paskelbė sukūrę iki šiol didžiausią ir detaliausią „paslėptų“ Visatos magnetinių laukų žemėlapį. Šie laukai nematomi plika akimi, tačiau daro įtaką tam, kaip kosmose juda dalelės ir kaip vystosi galaktikos.

    Nors magnetiniai laukai aptinkami visur, nuo Žemės iki tolimiausių kosmoso struktūrų, jų kilmė ir raida vis dar išlieka viena didžiųjų astrofizikos mįslių. Tyrėjai pabrėžia, kad būtent dėl to tokie dideli duomenų rinkiniai tampa kritiškai svarbūs naujiems atsakymams.

    Kaip pamatyti nematomą?

    Magnetinių laukų tiesiogiai nepamatysime, todėl astronomai remiasi šviesa, atkeliaujančia iš tolimų galaktikų. Keliaudama per įmagnetintą terpę ji patiria poliarizacijos pokyčius, o šį efektą ypač patogu fiksuoti radijo bangų ruože.

    Tokiu principu sudaromas žemėlapis, kuriame kiekvienas taškas atitinka konkretų danguje aptiktą objektą, o jo spinduliuotė „apšviečia“ magnetinę informaciją tarp šaltinio ir mūsų. Kuo daugiau tokių objektų, tuo smulkesnė ir patikimesnė bendro vaizdo struktūra.

    Australijos teleskopas ir milijonai galaktikų

    Naujas žemėlapis sukurtas pasitelkus Australijoje veikiantį ASKAP radijo teleskopą, priklausantį CSIRO infrastruktūrai. Šį teleskopą sudaro 36 lėkštės, kurių kiekviena yra 12 metrų skersmens, todėl sistema gali greitai aprėpti labai didelę dangaus dalį.

    Tyrėjai rėmėsi plataus masto radijo dangaus apžvalgomis, kuriose identifikuota beveik 4 milijonai tolimų galaktikų. Magnetinių laukų analizei atrinkta apie 350 000 šaltinių, kurių duomenys leido sudaryti rekordiškai tankų „magnetinį“ dangaus vaizdą.

    Mokslininkų teigimu, naujoji šaltinių imtis yra beveik dešimt kartų didesnė nei ankstesniuose didžiausiuose panašiuose darbuose, o bendras duomenų kiekis viršija visų iki šiol sukauptų stebėjimų sumą kelis kartus. Dėl to žemėlapis laikomas detaliausiu savo kategorijoje.

    Ką rodo spalvos ir kodėl tai svarbu?

    Žemėlapyje spalvos atspindi kryptį: viena jų rodo magnetinius laukus, nukreiptus į mus, kita – nuo mūsų. Didelė dalis ryškiausių sūkurių ir „burbulų“ struktūrų siejama su Paukščių Tako magnetine aplinka, tačiau smulkesnėse detalėse matyti ir daug tolimesnių sričių pėdsakai.

    Magnetiniai laukai, nors dažnai itin silpni, gali veikti kaip energijos „rezervuarai“ ir keisti, kaip greitai galaktikose formuojasi naujos žvaigždės. Dėl to tikslesni žemėlapiai padeda tikslinti modelius apie galaktikų evoliuciją, kosminių spindulių sklidimą ir medžiagos pasiskirstymą dideliais masteliais.

    Projektas laikomas svarbiu žingsniu ir dėl ateities planų: radijo astronomijoje sparčiai vystomos naujos kartos infrastruktūros, įskaitant SKA observatoriją Pietų Afrikoje ir Australijoje. Tikimasi, kad iki 2030 metų užbaigtos papildomos apžvalgos leis sudaryti dar aštresnį ir dar gilesnį Visatos magnetinių laukų vaizdą.

  • Mokslininkai sako radę Paukščių Tako ribą: nustebino, kur baigiasi žvaigždžių gimimas

    Mokslininkai sako radę Paukščių Tako ribą: nustebino, kur baigiasi žvaigždžių gimimas

    Astronomams vis dar nelengva atsakyti į klausimą, kur tiksliai baigiasi Paukščių Takas, nes Saulės sistema yra pačios galaktikos viduje. Vis dėlto naujas tyrimas siūlo aiškesnį apibrėžimą: galaktikos riba gali būti siejama ne su žvaigždžių „pabaiga“, o su vieta, kur praktiškai nustoja formuotis naujos žvaigždės.

    Publikacijoje žurnale Astronomy & Astrophysics mokslininkai teigia, kad žvaigždžių formavimosi diskas baigiasi maždaug 11,28–12,15 kiloparseko nuo galaktikos centro. Tai atitinka apie 37 000–40 000 šviesmečių atstumą, todėl vadinamąją aktyviąją Paukščių Tako zoną galima apibrėžti daug tiksliau nei vien pagal neryškiai retėjantį žvaigždžių tankį.

    Kaip aptikta galaktikos „riba“?

    Tyrėjai analizavo daugiau nei 100 000 milžinių tipo žvaigždžių amžių ir jų padėtį, pasitelkdami kelių didelių stebėjimų programų duomenis. Buvo naudoti APOGEE-DR17, LAMOST-DR3 ir „Gaia“ katalogai, leidžiantys lyginti cheminę sudėtį, judėjimą ir atstumus su žvaigždžių evoliucijos modeliais.

    Duomenyse išryškėjo U formos ryšys tarp žvaigždžių amžiaus ir atstumo nuo galaktikos centro. Arčiau centro žvaigždės dažniau yra senesnės, tolstant jos jaunėja iki tam tikro taško, o dar toliau vėl dominuoja senesnės žvaigždės.

    „Tas lūžis U formos kreivėje rodo vietą, kur baigiasi intensyvus žvaigždžių formavimasis, todėl tai galime vadinti galaktikos žvaigždėdaros kraštu“, – teigiama tyrimo išvadų interpretacijoje.

    Kodėl už ribos dar yra žvaigždžių?

    Jei už žvaigždžių formavimosi ribos naujų žvaigždžių beveik nebeatsiranda, kyla natūralus klausimas, kodėl ten vis tiek matomos žvaigždės. Tyrėjai aiškina, kad didelė dalis tolimųjų Paukščių Tako disko žvaigždžių galėjo migruoti iš vidinių regionų per milijardus metų.

    Ši migracija siejama su galaktikos spiralinių vijų gravitaciniu poveikiu ir centrine juosta, galinčia keisti žvaigždžių orbitas bei „išstumti“ jas į išorę. Todėl pakraščiuose gali vyrauti senesnės žvaigždės, nors dujų ir dulkių, reikalingų naujų žvaigždžių gimimui, ten jau per mažai.

    Kodėl žvaigždėdarai atsiranda aiškus „nukirtimas“?

    Tyrime aptariamos kelios priežastys, kodėl maždaug ties 40 000 šviesmečių riba žvaigždėdara pastebimai slopsta. Viena jų siejama su vadinamąja išorine Lindblado rezonanso sritimi, kurią gali sukelti galaktikos centrinė juosta ir kuri trukdo dujoms laisvai tekėti į išorę.

    Kita galimybė yra galaktikos disko išlinkimas, kuris gali išsklaidyti dujas didesniame tūryje ir sumažinti jų tankį. Trečias veiksnys paprastesnis: išorėje dujos gali būti per retos, kad efektyviai atauštų ir susitelktų į tankius žvaigždėdaros debesis.

    Tyrėjai taip pat pažymi, kad toks profilis dera su vadinamųjų II tipo diskinių galaktikų požymiais, kai šviesis ir medžiagos pasiskirstymas išorėje krinta sparčiau. Šis rezultatas svarbus ne tik Paukščių Tako sandarai, bet ir bendresniam galaktikų evoliucijos supratimui, lyginant su panašiomis galaktikomis vietinėje Visatos aplinkoje.