Informace

Co je vykopnuto z naší galaxie?

Co je vykopnuto z naší galaxie?

Za jasné noci je možné hledět na noční oblohu a vidět mlhavý pás světla táhnoucí se od jednoho obzoru k druhému. To, co vidíte, je centrální disk Mléčné dráhy, masivní formace složená z prachu, plynu a miliard hvězd.

Na základě moderních pozorování astronomové odhadují, že Mléčná dráha měří 150,000 na 200 000 světelných let v průměru a obsahuje mezi 100 a 400 miliard hvězdy. Tyto hvězdy, stejně jako mlhoviny mraků prachu a plynu, jsou pevně svázány kolem středu Mléčné dráhy.

V minulém století si astronomové také uvědomili, že naše galaxie je pouze jednou z mnoha v pozorovatelném vesmíru (současné odhady říkají, že jich může být až 1 nebo 2 biliony). Astronomové se však hodně naučili i o tom, co se v té době nachází mezi galaxiemi.

Intergalaktický prostor je z velké části tak blízko, jak se člověk může dostat k úplnému vakuu. I když nejsou úplně prázdné, jsou tyto oblasti obvykle naplněny pouze stopovým množstvím prachu a úlomků, které se táhnou jako vlákna z jedné galaxie do druhé.

Astronomové si však také uvědomili, že v prostoru, který leží mezi galaxiemi, existuje také spousta objektů, které jsou dost pravidelně vykopávány z galaxií.

Patří mezi ně nepoctivé planety, nepoctivé hvězdy a možná i několik supermasivních věcí (více o tom níže). Existence těchto extragalaktických objektů vedla k několika docela zajímavým realizacím o našem vesmíru.

Trochu kosmické historie ...

Podle nejrozšířenějších kosmologických teorií začal vesmír zhruba Velkým třeskem 13,8 miliardy před lety. Zhruba o 100 000 let později se první hvězdy vytvořily z prvotního vodíku a heliového plynu.

Postupem času se tyto hvězdy začaly seskupovat do velkých sférických hvězdokup (také kulových hvězdokup). Ty pak gravitovaly k sobě a vytvořily první galaxie, které se začaly objevovat kolem 1 miliarda roky po velkém třesku (ca. 13 miliard před lety).

Tímto bodem se vytvořila struktura vesmíru ve velkém měřítku, která zahrnovala shluky galaxií, nadkupy a velká vlákna, která je spojovala. Poté, co se zrodilo a zemřelo několik generací hvězd, začaly se hromadit také těžší prvky.

První hvězdy byly vytvořeny z vodíku a hélia, ale jakmile se staly supernovami, byly do vesmíru vyfouknuty kovy, které se vytvořily uvnitř. Zhruba šest nebo sedm miliard let po Velkém třesku bylo v mezihvězdném prostředí dost těchto prvků, které se začaly formovat planetární systémy.

Po celou dobu se zrodily nové hvězdy, planetární systémy se nadále formovaly a nadále probíhaly galaktické fúze. Vzhledem k jejich důležitosti pro kosmickou evoluci je třeba také trochu pozadí ...

Galaktické fúze

Po generace astronomové chápali, že v průběhu kosmické historie se galaxie vyvinuly procesem sloučení. To postupně způsobilo, že se trpasličí galaxie spojily a vytvořily eliptické galaxie, z nichž se postupně staly spirální galaxie (jako naše vlastní).

Kdykoli k tomu došlo, výsledek by byl poněkud kataklyzmatický. Začalo by to ve vnějších oblastech spojujících se galaxií, kde by se jejich paže dotýkaly a vyměňovaly by se hvězdy a mraky prachu a plynu.

Postupně se galaxie tlačily do sebe a přicházely do styku hustší koncentrace hvězd. To by vedlo k tomu, že mnoho hvězdných systémů bude zničeno přílivovými poruchami a možná i srážkami mezi hvězdami.

Jednoho dne astronomové předpovídají, že se Mléčná dráha srazí se svým nejbližším sousedem, galaxií Andromeda (neboli Messier 31). Tato masivní spirální galaxie se nachází asi 2,5 milionu světelných let daleko a je velikostně srovnatelná s naší vlastní.

Je zajímavé, že se tato galaxie přibližuje k Mléčné dráze zhruba rychlostí 482 800 km / h (300 000 mph). Na základě nejnovějších pozorování poskytnutých ESA Observatoř Gaia, ze kterého astronomové dokázali předvídat budoucí pohyby našich dvou galaxií, se odhaduje, že k této fúzi dojde asi 4,5 miliardy let od nynějška.

Pro informaci, to je 1 miliarda let déle, než se dříve myslelo. Jaká úleva, hm? A zatímco civilizace, jak víme, je v tomto okamžiku pravděpodobně dávno mrtvá, všechny civilizace, které se v tomto okamžiku nacházejí, možná budou muset být kreativní, aby zajistily své přežití.

Pak si možná ani nevšimnou. V zásadě bude jeho dokončení trvat stovky milionů (nebo dokonce miliard) let. A podle astronomů bude tento proces pravděpodobně zahrnovat pět fází.

Po dobu FázeJeden, Mléčná dráha a Andromeda se budou k sobě nadále přibližovat a Andromeda bude na noční obloze stále větší a jasnější. v Fáze dvě, budou dost blízko na to, aby se obří molekulární mračna v jejich vnějších úsecích stlačila a porodila jasně modré nové hvězdy a vytvořila nová souhvězdí.

Fáze třibude zahrnovat disk prachu a hvězdy, které charakterizují naši galaxii, Andromeda se začne rozpadat. Jak se Andromeda houpá kolem naší galaxie, obloha se stane neuspořádaným nepořádkem prachu, plynu a jasných mladých hvězd. V této fázi mnoho nově vzniklých hmotných hvězd přejde na supernovu a osvětlí noční oblohu.

v Fáze čtyři, 100 miliónů let poté, co Andromeda poprvé projde, se otočí zpět a dvě galaxie se znovu spojí. To způsobí, že molekulární mračna budou znovu stlačena, což způsobí další kolo tvorby hvězd a supernov. Takto vytvořené větry odfouknou velkou část zbývajícího plynu a prachu.

v Fáze pět, obě galaxie budou nakonec sloučeny a vytvoří jednu eliptickou galaxii (často označovanou jako „Milkomeda“). Jakýkoli důkaz, že Mléčná dráha a Andromeda kdysi existovaly jako samostatné galaxie, budou pryč.

Distribuce hvězd v Andromedě a Mléčné dráze znamená, že šance na jakékoli přímé srážky mezi hvězdnými systémy bude zanedbatelná. Proces fúze však stále způsobí masivní otřesy způsobené samotnými gravitačními silami.

V zásadě, kdykoli se hvězdokupy nebo galaxie spojí, gravitační vliv vygeneruje obrovské slapové síly. Rovněž to povede k vytvoření masivních gravitačních vln (GW), které se vlní vesmírem a otřásají časoprostorem.

A co víc, když se spojí zvlášť hmotné galaxie (k čemuž dojde, když se Andromeda a Mléčná dráha spojí), vymění se mnohem víc než jen plyn, prach a hvězdy. Jak astronomové vědí od 70. let, většina hmotných galaxií má ve svých centrech supermasivní černé díry (SMBH).

Když se tedy slučují masivní galaxie, splynou také černé díry v jejich jádrech. I zde se obě masivní těla navzájem projdou, budou po určitou dobu obíhat a nakonec se spojí a vytvoří jeden SMBH.

Stejně jako samotné galaxie v době, kdy budou hotové, nezůstane žádný důkaz, že byly kdysi oddělené.

Jak se tedy věci darebáčí?

V případě planet je postup relativně jednoduchý. Krátce poté, co se zrodily hvězdy a vytvořily systém planet, může dojít k otřesům v důsledku všech gravitačních interakcí. Tato otřesy mohou dokonce vést k vykopnutí jedné nebo více planet z hvězdného systému.

Nedávný výzkum ukazuje, že se to ve sluneční soustavě mohlo stát asi 4,5 miliardy před několika lety, což způsobilo, že se některé z našich planet zbláznily. Tyto planety by se staly součástí populace miliard lidí, které obíhají přímo kolem Mléčné dráhy a nejsou vázány na žádnou konkrétní hvězdu.

Ale v některých případech mohly být planety svrženy z hvězdného systému s takovou silou, že by byly extragalaktické. Důkaz o takových planetách poprvé odhalili v roce 2018 astrofyzici, kteří nepřímo pozorovali populaci asi 2 000 planet mezi Mléčnou dráhou a galaxií 3,8 miliardy světelných let pryč.

Pokud jde o hvězdy, proces, kterým procházejí nepoctivými, je trochu dramatičtější. V některých případech budou slapové síly způsobené sloučením dvou galaxií (a SMBH v jejich jádrech) dostatečné k přemožení gravitační přitažlivosti, která udržuje hvězdné systémy svázané s jejich galaxií.

Výsledkem bude, že tyto hvězdy budou vyhozeny ze slučujících se galaxií a ocitnou se v mezigalaktickém prostoru. Astronom Jack Hills byl první, kdo se domníval, že takové „nepoctivé hvězdy“ mohou existovat v roce 1988.

Od té doby astronomové provedli řadu objevů, které naznačují, že nepoctivé hvězdy jsou ve skutečnosti zcela běžné. V některých případech bylo zjištěno, že cestují rychlostí jedné desetiny až jedné třetiny rychlosti světla (0,1 až 0,33 C).

Pro srovnání, světlo se pohybuje konstantní rychlostí 299 792 458 m / s (1 079 milionů km / h; 670,6 milionů mph). Matematika znamená, že se tyto hvězdy pohybovaly rychlostí asi 100 milionů km / h (67 milionů mph) až 360 milionů km / h (223 milionů mph).

Tyto neuvěřitelně rychle se pohybující hvězdy dostávají označení hypervelocity stars (HVS), první z nich bylo pozorováno v roce 2005 astronomy z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).

Zatímco galaktické fúze jsou přesvědčivým důvodem, proč by hvězdy mohly být nepoctivé a dosahovaly rychlosti hypervelocity, existují další možné mechanismy, jak vrhat nebeské objekty z jejich příslušných galaxií.

Například astronomové zaznamenali, že Sagittarius A * (SMBH ve středu naší galaxie) má hvězdy, které jej pravidelně obíhají (například S2). Kvůli intenzivním gravitačním silám má S2 vysoce excentrickou dráhu a značně zrychluje, když je nejblíže horizontu událostí Sag A *.

Na základě výpočtů provedených Jackem Hillsem a novějších studií astronomové zjistili, že pokud by byl binární systém zatažen gravitací SMBH, jeden společník by mohl být zachycen, zatímco druhý by byl úplně vyhozen z galaxie.

Ve skutečnosti to byly původní výpočty provedené Jackem Hillsem, které naznačovaly, že černé díry jsou 4 miliony kolikrát by hmota našeho Slunce byla schopna generovat potřebnou sílu, aby to dokázala. Mimochodem, Sag A * se odhaduje na zhruba mezi 4 a 4,5 miliardy Sluneční hmoty.

Novější pozorování zjistila, že černé díry se střední hmotou (MMBH) - které mají zhruba desetinásobek hmotnosti našeho Slunce - by to dokázaly také. V těchto případech mohly být hvězdy vyhozeny v důsledku toho, že jedna hvězda v binárním páru šla supernovou a vytlačila druhou hvězdu z galaxie.

Ale tady jsou věci opravdu zajímavé. Podle některých pozorování a teoretických studií jsou z naší galaxie (a dalších) vrhány i některé opravdu zajímavé věci.

Planety a hvězdy a černé díry!

Stručně řečeno, planety jsou vykopávány z galaxií relativně často a hvězdy hyperrychlosti jsou také běžné. Ale co celé systémy, kde jsou hvězdy a planety, které je obíhají, vyhozeny z galaxií?

Podle vědců z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku (CfA) a Ústavu pro teorii a výpočet (ITC) je zcela možné, že hvězdy vyhozené z naší galaxie by mohly nést své planetární systémy.

To znamená, že celé hvězdné systémy mohly cestovat z jedné galaxie do druhé rychlostí světla. Ještě zajímavější je možnost, že by některé z těchto planet mohly být obývány a že hvězdy, které obíhají, by nakonec dosáhly jiné galaxie.

V tomto ohledu by mohly být hvězdy hyperrychlosti jedním ze způsobů, jak se život šíří po celém vesmíru. Stejní vědci navíc naznačili, že ve vesmíru mohou existovat biliony těchto hvězd, jen čekají na studium.

Jak uvedl profesor Abraham Loeb, jeden z autorů výzkumu:

"Pevně ​​spojené planety se mohou připojit ke hvězdám." Nejrychlejší hvězdy procházejí vesmírem miliardy světelných let a nabízejí mimozemským civilizacím napínavou kosmickou cestu. V minulosti astronomové zvažovali možnost přenosu života mezi planetami ve sluneční soustavě a možná prostřednictvím naší galaxie Mléčná dráha. Ale tato nově předpovídaná populace hvězd může přenášet život mezi galaxiemi napříč celým vesmírem. “

Zní to dost divně, co? No, je to ještě divnější! Další možnost je tak hluboká, že si zaslouží svou vlastní linii:

Supermasivní černé díry!

Četl jsi správně. Podle nedávného výzkumu mohou být přílivové interakce způsobené srážkami galaxií tak intenzivní, že dokonce i Supermasivní černé díry (SMBH) by se mohly ocitnout v katapultování z galaxií a jít do nepoctivosti - čímž by se stali nepoctivými Supermasivními černými otvory (rSMBH).

V roce 2018 astronomové z Národní radioastronomické observatoře (NRAO) zjistili, o čem věřili, že je rSMBH, který cestuje pryč ze své galaxie. Na základě dat z rentgenové observatoře Chandra NASA a dalších dalekohledů jej tým v mezigalaktickém prostoru spatřil asi 3,9 miliardy světelných let ze Země.

Vzhledem k hmotnosti objektu (160 milionů násobek hmotnosti našeho Slunce), stejně jako jeho jasný rentgenový podpis, tým určil, že to musí být buď SMBH, nebo duální SMBH. Také se domnívali, že je pravděpodobné, že to byla část eliptické galaxie najednou.

Protože tento objekt byl více než 80krát hmotnější než Sag A *, musela být galaxie, která ho obsahovala, velmi hmotná. A co víc, gravitační síla odpovědná za její vyhození musela být opravdu obrovská!

To vše přidává váhu teorii, že objekt byl vysunut v důsledku sloučení dvou zvláště hmotných galaxií. Lze si jen představit použité astronomické síly (bez slovních hříček). A myšlenka na něco tak mohutného a mocného letícího vesmírem ... buďme vděční, že nejsme v cestě!

Někdy...

Co to všechno znamená pro průzkum vesmíru? Jednoho dne budeme možná schopni podrobně studovat extragalaktické hvězdy a planety, a to stejným způsobem, jaký očekáváme od podrobného studia extrasolárních planet. Kdo ví, co bychom mohli najít?

Kromě toho se někdy můžeme dozvědět, že život, jak ho známe (nebo potřebné přísady), pocházel úplně z jiné galaxie. Ve skutečnosti můžeme mít vzdálené příbuzné žijící v galaxii vzdálené miliardy světelných let, kteří vzhlížejí k hvězdám a přemýšlejí, jestli je za jejich světem inteligentní život.

Co se týče hvězd hypervelocity, které jsou právě teď venku (a obývají je planety obíhající kolem nich), lze si jen představit, jaké to musí být pro inteligentní tvory hledící na noční oblohu. Za předpokladu, že vedli podrobné záznamy, si uvědomili, že obloha se po dlouhou dobu mění.

Na jedné polokouli by hvězdy vypadaly načervenalé, protože by se dostávaly čím dál dál. Na druhé straně by vypadali modře (blueshift), protože se přibližovali. Nakonec by lidé na jedné hemisféře měli jasný výhled na galaxii, kterou opustili, zatímco lidé na druhé si uvědomili, že galaxie na jejich obloze se pomalu zvětšovala.

A jak vysvětlil profesor Loeb, pokud je nějaká odnož lidstva stále ještě asi 4,5 miliardy let, mohla by se zastavit v jízdě na planetě obíhající kolem hvězdy hyperrychlosti:

„V minulosti astronomové uvažovali o možnosti přenosu života mezi planetami ve sluneční soustavě a možná prostřednictvím naší galaxie Mléčné dráhy. Ale tato nově předpovězená populace hvězd může přenášet život mezi galaxiemi napříč celým vesmírem. Naši potomci by mohli uvažovat o nastupování do příbuzného planetární systém, jakmile se Mléčná dráha za několik miliard let spojí se sesterskou galaxií Andromeda. “

Pokud nás studium vesmíru naučilo jednu věc, je poháněno několika skutečně titanskými silami. Není tedy žádným překvapením, že se občas mohou planety, hvězdy a dokonce i černé díry rozhazovat jako kulečníkové koule!

A přesto se člověk nemůže ubránit úžasu!

  • NASA - Messier 31 (Galaxie Andromeda)
  • ESA - Gaia zahlédne hvězdy létající mezi galaxiemi
  • NASA - Hyperfast Star byl spuštěn z Mléčné dráhy
  • NASA - Proč vedou některé galaktické fúze ke zkáze?
  • CfA - Hypervelocity stars: Rychle se pohybující vyhnanství z Mléčné dráhy
  • NASA - Hubble odhaluje hvězdné ohňostroje doprovázející srážku galaxií
  • MNRAS - „Kolize mezi Mléčnou dráhou a Andromedou“ od T.J. Cox a Avi Loeb
  • Dnešní vesmír - když se naše galaxie rozbije do Andromedy, co se stane s naším sluncem?


Podívejte se na video: NEKONEČNÝ VESMÍR (Leden 2022).