gov-civil-vilareal.ptBitka pri izboklinah: Ali so se astronomi ves ta čas motili glede spiralnih galaksij?
>Nekaj velikih novic iz živalskega vrta Galaxy : Zelo je podoben klasični klasifikacijski shemi za galaksije, o kateri je prvi sanjal Edwin Hubble! - mogoče je, hm, narobe. Posledice tega so tako dramatične kot kozmične: zelo močno pomeni, da je tudi način razmišljanja o tem, kako galaksije oblikujejo in vzdržujejo spiralne krake, prav tako napačen. Namesto da bi bile polutrajne značilnosti galaksij, se lahko dejansko končajo, izginejo in se ponovno reformirajo!
Vau. To je zelo velik posel.
Razvrščanje je naraven prvi korak, ko imate zbirko predmetov in jih poskušate ugotoviti. Če jih lahko na nek način razvrstite, lahko začnete pridobivati vpogled vanje. Ko so astronomi konec 19. in v začetku 20. stoletja začeli montirati kamere na velike teleskope, so ugotovili, da imajo galaksije - ki so večinoma videti kot majhne zamegljene očesne pike - osupljive različne oblike. Ampak spadajo v štiri široke kategorije : eliptični, spiralni, nepravilni in posebni.
Spiralne galaksije (tiste s spiralnimi kraki) so imele dve glavni komponenti: krake same in osrednjo izboklino zvezd, iz katerih so roke izhajale. Poleg tega se je zdelo, da obstaja spekter oblik teh galaksij, od majhnih izboklin do velikih. Galaksije z velikimi osrednjimi izboklinami so imele tesno navite spiralne roke, medtem ko so imele manjše izbokline bolj odprte roke. Hubble in njegova ekipa sta jih tudi razvrstila tako, pri čemer sta se prva imenovala Sa, druga pa Sc galaksije, pri čemer sta Sb galaksiji vmesni. Tudi galaksije Sa imajo ponavadi dobro oblikovane neprekinjene krake, Sc pa imajo okorne, manj dobro definirane roke.
oba umreta na koncu povzetka
Obstajala je tudi tretja struktura, imenovana palica, ki je videti kot pravokotna ali pastilna oblika po sredini galaksije. Te se imenujejo zaporene spirale in zdi se, da imajo sicer enake strukture kot običajne spirale, zato so jih imenovali Sba do Sbc.
Diagram Hubble Tuning Fork razvršča galaksije glede na obliko in strukturo. Spiralne galaksije segajo od velikih izboklin in ozkih rok do majhnih izboklin s široko razmaknjenimi rokami (z vzporedno vrsto za zapore spirale). Toda novo delo kaže, da je ta diagram morda zastarel. Kredit: Karen Masters, Sloan Digital Sky Survey
Diagram Hubble Tuning Fork razvršča galaksije glede na obliko in strukturo. Spiralne galaksije segajo od velikih izboklin in ozkih rok do majhnih izboklin s široko razmaknjenimi rokami (z vzporedno vrsto za zapore spirale). Toda novo delo kaže, da je ta diagram morda zastarel. Kredit: Karen Masters, Sloan Digital Sky Survey
Hubble je za opis vsega tega ustvaril tako imenovani diagram uglaševalnih vilic. Na eni strani so bile eliptične galaksije, ki so segale od krožnih (imenovanih E0) do bolj raztegnjenih (do E7). Ti so postali steblo vilic, pri čemer sta dva zobca spirale od Sa do Sc na eni in zaporete spirale na drugi.
Obstajali so tudi drugi načini za to, vendar je Hubblova uglaševalna vilica že stoletje bolj ali manj standard. Opravljeno je bilo dostojno, vendar je bilo nekaj galaksij, ki ne ustrezajo vzorcu. Na primer, ena ima lahko majhno izboklino, a tesne roke, druga pa veliko izboklino in precej odprte roke. Če obstaja galaksija, ki se ne ujema povsem, so astronomi običajno uporabili strukturo roke, da jo postavijo v diagram.
Zdaj pa nova opažanja so z vsem tem vrgla opico v ključ . Te galaksije niso izjema. Oni so pravilo.
NGC 1398, prepletena spiralna galaksija, ki je preprosto preprosto čudovita. Kredit: TO
NGC 1398, prepletena spiralna galaksija, ki je preprosto preprosto čudovita. Kredit: TO
To prihaja iz Galaxy Zoo , projekt 'državljanske znanosti', ki javnosti omogoča preprosto analizo resničnih podatkov. Na primer, sodobne raziskave neba vrnejo toliko podatkov, da le nekaj astronomov ne more sedeti in jih prebrusiti. Izkazalo pa se je, da lahko neastronomi pri določenih nalogah analize opravijo precej zanesljivo delo, na primer pri pogledu na sliko spiralne galaksije in ugotavljanju, ali so roke tesno ranjene ali bolj odprte. Študije so pokazale da če so podatki dovolj številni, so rezultati na splošno (če jih preverijo strokovnjaki) precej natančni. Delo je pravzaprav zabavno in vključuje le preprost spletni vmesnik.
za kakšen film gre za izbiro
V tem primeru je Galaxy Zoo ljudem predstavil podatke iz Sloan Digital Sky Survey. Več kot 250.000 velikih, svetlih galaksij je pregledalo 160.000 ljudi, ki so odgovarjali na jasna vprašanja o njih. Pomembni so tudi najpreprostejši rezultati; na primer, ugotovili so, da je 92% razvrščenih galaksij spiralnih ali eliptičnih, preostalih 8% pa nepravilnih ali nenavadnih. Takoj nam pove nekaj o velikih, svetlih galaksijah!
So pa nadaljevanja, kjer so stvari postale zanimive. Ko je bila podskupina spiralnih galaksij (tistih, ki so imele lastnosti, ki jih je lažje prepoznati) razvrščena glede na velikost izbokline in vetrovnost spiralne roke (kar astronomi imenujejo kot nagiba ), niso našli skoraj nobene povezave med tema dvema!
Obstaja šibka korelacija v tem, da imajo galaksije z velikimi izboklinami naklonjenost bolj tesno ranjenim rokam, vendar to nikakor ni bilo pravilo. Ugotovljeno je bilo, da imajo galaksije z manjšimi izboklinami roke po celotnem spektru, od tesno navitih do oddaljenih.
To leti pred diagramom Hubblove uglaševalne vilice. In gre na bolje: Ugotovili so tudi, da imajo galaksije s palicami ponavadi bolj odprte roke. To nam pove nekaj pomembnega o tem, kako se spiralne galaksije sčasoma oblikujejo in razvijajo. Ampak kaj?
Spektakularna spiralna galaksija M61, ki jo opazuje 8,2-metrski zelo veliki teleskop. Kredit: TO
Spektakularna spiralna galaksija M61, ki jo opazuje 8,2-metrski zelo veliki teleskop. Kredit: TO
Morda mislite, da nastajajo spiralni kraki, ker se zvezde zaradi gravitacije približajo središču galaksije hitreje kot zvezde, ki so daleč, zato se naravno pojavi spiralni vzorec. Toda pri tem je težava: sčasoma bi to orožje uničilo in uničilo strukturo. Mislilo se je, da vidimo toliko galaksij z rokami, da stvari ne morejo biti takšne.
Torej astronomi so prišli na idejo imenovana hipoteza valov gostote. Spiralni kraki so po tem bolj podobni prometnim zastojem zvezd in plina v galaksiji. Zastoj na cesti lahko traja dlje časa, čeprav se posamezni avtomobili premikajo vanje in iz njih. Spiralni kraki so bili kozmični ekvivalent, kjer se zaradi zapletene fizike gravitacije galaktičnega diska tvorijo spiralni valovi gostote. Zvezde se premikajo in izstopajo iz njih, sam val pa vztraja. Tako roke sčasoma ne zavijejo.
To je osnovna paradigma, ki jo uporabljajo astronomi, in o njej je bilo objavljenih nešteto člankov ... vendar ti novi rezultati kažejo, da to morda ni pravilno. Ta zamisel o gostoti valov temelji na diagramu uglaševalnih vilic, kjer sta kraki in izbokline močno povezani; fizika vala gostote na nek način povezuje spiralne krake z velikostjo izbokline. Toda ugotovitve Galaxy Zoo kažejo, da se dogaja nekaj drugega, saj se zdi, da roke na splošno ne skrbijo preveč za velikost izbokline.
Astronomi, ki vodijo projektni postulat, so, da se spiralne roke tvorijo zaradi neke vrste motnje v disku galaksije (podobno, kot pravi hipoteza o gostoti valov), vendar vzorec ni nujno vztrajen. Namesto tega se lahko roke zvijejo in se sčasoma zaostrijo. Na neki točki se vzorec uniči, roke izginejo, nato pa se postopek začne znova.
To bi pojasnilo vedenje, ki ga vidijo v podatkih. Čeprav se v to ne poglabljajo, prav tako domnevajo, da osrednja palica nekako upočasni ta proces, saj imajo zaprte galaksije ponavadi bolj odprte roke. Vendar povezava tam še ni razumljena.
Številka kota 999
Kako je torej Hubble vse to zamudil? Preprosto: On in njegova ekipa sta imela na ogled zelo omejen vzorec galaksij. Preprosto niso imeli dovolj vzorcev za trdne sklepe. Sodobne raziskave vsebujejo na tisoče ali celo milijone galaksij, kar omogoča veliko boljšo statistično analizo.
Meni je smešno; vsa ta desetletja uporabljamo Hubblov diagram in razlog, da je bil ta čas zamujen, je ironično toliko podatkov! Galaxy Zoo in množica udeležencev sta potrebovala, da sta lahko pregledala te podatke in vsakemu namenila majhne zneske. Tudi računalniki ne opravljajo popolnega dela, saj so ponavadi programirani z našimi lastnimi predpostavkami za razvrščanje. Državljani znanstveniki ne delajo pod tem bremenom in lahko svobodno najdejo nove stvari.
Upoštevajte, to je le prvi korak v novo smer. Zamisel, da se spiralne roke končajo, je v astronomski skupnosti že nekaj časa vse bolj priljubljena, vendar je to zanjo precejšnja spodbuda. Zdaj morajo priti profesionalci in obdelati fiziko ter razložiti opažanja na načine, ki jih prej niso počeli.
To je vznemirljivo. Katere nove stvari bodo odkrili, procese, za katere še ni veljalo, da delujejo na lestvicah več deset in sto tisoč svetlobnih let?
Kot poudarjajo avtorji, tudi po več kot stoletju preučevanja spiralnih krakov v galaksijah še vedno obstajajo osnovne stvari o njih, ki jih ne razumemo. Upajmo, da je to velik korak k odpravi tega.
