gov-civil-vilareal.ptKako daleč so Plejade?
>Pred kratkim sem o tem že precej pisal misijo Gaia , ampak kot opravičilo za nedavno izdajo ogromne količine podatki druge generacije iz vesoljskega observatorija je revolucionira veliko osnovnega astronomskega znanja.
Sliši se veličastno? No, ni pretiravanja! Gaia natančno meri položaje, premike in barve več kot milijardo zvezd . Skoraj ni možnosti, da bi to storili, ne da bi prevrnili eno ali dve osnovni premisi.
Na primer, Polaris je posebna vrsta zvezde ki jih uporabljamo za iskanje razdalj do drugih galaksij, Gaia pa je pomagala ugotoviti, kako daleč je od nas - same osnove naše vesoljske lestvice razdalj - bolje kot kdaj koli prej. Odkril je kopico zvezd, ki nam prej niso bile znane, in rešil staro skrivnost o navidezni dvojni zvezdi, ki je ljubiteljskim astronomom že desetletja boleča v vratu.
To je samo okus, grizljanje, an zabavni bouche . Še veliko je in fant, pozdravljeni imam kup zapiskov za več člankov. Toda bil je eden posebno skrivnost, ki sem jo Gaia navdušila, da jo razreši, tisto, ki se kuha že vrsto let in je pravzaprav precej pomembna. Enostavno je vprašati:
Kako daleč so Plejade?
kateri kristali so dobri za kozoroge
Preprosto vprašati, a težko - zelo težko - odgovoriti s kakršno koli natančnostjo. Astronomi že dolgo poskušajo odgovoriti na to vprašanje in stvari so šle dobro, dokler nenadoma sploh ni šlo dobro. Različne metode dajejo različne odgovore, nedavna misija, ki naj bi pomagala, pa je poslabšala stvari. Resnično sem upal, da bo Gaia vtaknila žebelj v krsto te uganke in morda je res ... ampak na nek način se bojim, da so stvari postale bolj čudne.
Čudovita globoka podoba Plejad, bližnje kopice zvezd. Kredit: Robert Gendler
V redu, najprej: Pleaides*je skupek približno 1500 zvezd v ozvezdju Bika. Najsvetlejši med njimi tvorijo značilno obliko kopačke (in se običajno zamenjujejo z Mali medved) in so približno enake svetlosti, zaradi česar so lep in vpadljiv pogled. Daljnogled razkriva na desetine zvezd, teleskop pa na stotine.
Celotna sklop zvezd je oddaljena približno 440 svetlobnih let, zaradi česar je ena izmed najbližjih zvezdne kopice za nas, zato je tako očitno na našem nebu.
To je kul iz številnih razlogov. Vse zvezde v kopici so rojene približno ob istem času in iz istega materiala, zato so razlike v njihovem videzu (svetlost in tako naprej) verjetno posledica njihove mase. Tako je veliko lažje razumeti, kako se starajo. Biti blizu Plejade pomeni, da je mogoče opaziti tudi šibkejše člane, kar je veliko težje za bolj oddaljene grozde in nam pomaga razumeti, kaj se dogaja tudi na lažjem koncu množične lestvice. Dobili boste popolnejši pogled na celoten ne samo svetlejših in lažje vidnih zvezd, ta vpogled pa lahko vodi do boljšega razumevanja vseh kopic.
Razdalja do kopice je pomembna, saj potem lahko dobite absolutne številke, na primer, kako svetleče so zvezde. Toda ta razdalja do Plejad ni dobro določena. Za dosego razdalje do grozda so bili uporabljeni različni načini, nekateri so dali razdaljo približno 415 svetlobnih let do središča gruče, približno 470. To je širok razpon. Tudi glede na fizično velikost gruče, ki je široka več kot 50 svetlobnih let, je to velika negotovost.
Upali smo, da bo to enkrat za vselej rešeno satelit Hipparcos začel poslovati v zgodnjih devetdesetih letih. Ko pa so se podatki za Plejade vrnili, so našli razdaljo 380 svetlobnih let, veliko bližje prejšnjim rezultatom. Tudi po veliki ponovni umeritvi podatkov Hipparcos je izračunana razdalja padla skoraj pri vseh drugih metodah. Skoraj zagotovo je to posledica sistematične napake v podatkih Hipparcosa, vendar ta polemika traja še danes .
Vstopi Gaia. S svojo izjemno natančnostjo bi moral dobesedno postaviti Plejade na svoje mesto.
In res! Potem pa stvari postanejo čudne.
William Abramson , astronom z Centro Atómico Bariloche, CONICET in Instituto Balseiro v Argentini, je pregledal rezultate Gaia za gručo in nedavno objavil svoje ugotovitve†. Obrnil sem se nanj glede njegovega dela in že nekaj tednov se o tem pogovarjamo in poskušamo interpretirati rezultate.
Na kratko je uporabil podatke Gaia za izolacijo članov grozda, pri čemer je z različnimi metodami prezrl zvezde v ospredju in ozadju (metoda, ki je bila uporabljena v prejšnji študiji z uporabo podatkov prve generacije Gaia za doslednost). Našel je skoraj 1600 zvezd. Če pogledamo njihovo razdaljo od Zemlje in vzamemo povprečje - ki bi moralo dati središče gruči - je dobil razdaljo do središča grozda 445,5 svetlobnih let . Boom! To je skladno s prejšnjimi meritvami z uporabo drugih metod, ki so v resnici blizu njihove sredine, in očitno jasno kaže, da je pri meritvi Hipparcos napaka.
Ampak…
Poglejte, kaj se zgodi, ko 3D -okvir prikažete položaje zvezd:
3D -prikaz položajev 1600 zvezd Plejade; označene osi na vrhu so na nebu, tretja os ob strani pa je oddaljena od Zemlje (v parsekih; 1 kos = 3,26 svetlobnih let). Upoštevajte, da je kopica podolgovata in da so najsvetlejše zvezde vse na bližnji strani kopice. Zasluge: Guillermo Abramson
Izpadlo je več stvari. Škatla je prikazana na strani približno 150 svetlobnih let, vendar je zaradi omejitve, ki jo je Abramson postavil pri iskanju članov, kopica veliko manjša od tega, zato zavzema le osrednji del figure (velikost krogle predstavlja svetlost, zato je večja krogla = svetlejša zvezda).
Kljub temu lahko vidite, da je grozd podolgovat! To je takoj zanimiv rezultat! Podolgovata oblika je bila namignjena v prejšnjih raziskavah , tako da je lepo. Priznam, tudi meni je bilo takoj sumljivo, da je os, smer raztezka, kazala prav na nas (na tej sliki je smer proti Zemlji navzdol). Ne maram naključij! Je mogoče s podatki kaj narobe?
Kot se je zgodilo, me je nedolgo nazaj kontaktiral Chris Anderson , produkcijski specialist in koordinator opazovalnice Faulknerjevega planetarija v Idahu. Prebral je moje prejšnje članke o Gaji in ugotovil, da bi nova objava podatkov lahko pomagala rešiti problem razdalje Plejade! Povedal sem mu, da že delam na tem, in videl podaljševanje grozda kot potencialno težavo.
Nato mi je povedal nekaj, česar nisem vedel: Veliko grozdov je podolgovatih , poleg tega pa so podolgovate tako, da kažejo proti središču galaksije! To ni naključje: gravitacija galaksije lahko raztegne kopico in potegne zvezde bližje galaktičnemu središču močneje kot zvezde na nasprotni strani - temu pravimo galaktična plima , in čeprav je šibek, lahko zadostuje za velikost gruče, da ga podaljša.
Takoj sem preveril koordinate Plejad in zagotovo se nahajajo precej blizu galaktičnega središča od nas. Če torej Rimska cesta razteza grozd, bi pričakovati to raztezanje, ki kaže proti nam. Z vidika Plejad smo na nebu tik ob središču galaktike!
Tako sem se počutil bolje. Potem pa se je pojavilo še nekaj čudnega. In to je povezano. Ponovno poglejte ploskev. Najsvetlejše zvezde so največje žoge. Vidite kaj čudnega o njih?
Zdi se, da vsi padajo vzdolž črte na bližnji strani grozda, usmerjene naravnost v nas.
To je precej čudno. Dejstvo, da so vse zvezde na črti, ki kaže na nas, je lahko povezano z galaktično plimo, vendar se ne morem spomniti fizičnega scenarija, kjer bi vse najsvetlejše zvezde ležale na eni strani kopice in tako daleč od center. Običajno najbolj masivne zvezde (ki so najsvetlejše) padajo proti središču kopice. Vsakič, ko dve ali več zvezd prehajata med seboj, ko krožita okoli središča kopice, je neto učinek, da se manj masivne zvezde premaknejo proti obrobju kopice, masivnejše pa padejo proti središču. Temu se reče dinamično trenje in je precej dobro razumljen proces. To je torej praskalec po glavi.
Ko sem to videl, sem se vprašal, ali je res. Morda je v podatkih nekaj, zaradi česar so videti, da so bile vse svetle zvezde na bližnji strani kopice!
Iz prejšnjega dela slučajno vem, da ima Gaia težave pri pridobivanju mer za zelo svetle zvezde; zasipajo detektorje s svetlobo in otežujejo natančno merjenje njihovega položaja. Najsvetlejša Plejada, Alcyone, je ravno na tej meji, zato bo verjetno v njeni razdalji precej velika negotovost. In če pogledate dejansko meritev in vrstico napak, je lahko Alcyone od nas oddaljen od 364 do 465 svetlobnih let! Je bolj verjetno biti na bližnji strani grozda, lahko pa tudi na drugi strani.
Vendar imajo druge svetle plejade - Atlas, Electra, Maia, Merope, Taygeta, Pleione in Asterope - vse veliko manj negotovosti in izgledajo, kot da dejansko ležijo na to strani grozda. Torej je to nasprotno od tega, kar bi pričakovali, in na to nimam enostavnega odgovora. Z Abramsonom sva se o tem dolgo pogovarjala, vendar nisva prepričana, kaj bi s tem; o tem je celo pisal na svojem blogu . Morda bo natančnejši pogled na podatke ali bolj poglobljena analiza medsebojnega delovanja zvezd odkrila neko rešitev te uganke.
Grozd Plejade pluje skozi oblak plina in prahu in ga dovolj segreje, da lahko zažari v infrardeči svetlobi, kjer ga je videl astronomski observatorij WISE. Kredit: NASA/JPL-Caltech/UCLA
Ena zelo nenavadna ideja: Morda najsvetlejši člani ... niso. Člani, torej. Ko se zgodi, se kopica mimo zelo blizu temnega oblaka plina in prahu, ki ga prižgejo najsvetlejše zvezde na Plejadah; vidite ga na slikah gruče. To je samo naključje; meritve gibanja gruče in plina kažejo, da se gibljejo v različnih smereh, zato niso povezane. Človek pa se sprašuje, ali morda tudi najsvetlejše zvezde niso del kopice in so po naključju le blizu nje na nebu.
To se mi zdi izjemno malo verjetno. Imajo približno enako pravilno gibanje (gibanje po nebu) kot grozd sam, kar kaže, da so zelo verjetno del njega. Nekatere najsvetlejše zvezde imajo gibanja, ki so nekoliko oddaljena od celotnega gibanja kopice (tako kot se lahko v jati ptic ena ali dve ptici premikata nekoliko hitreje ali počasneje ali v nekoliko drugačni smeri kot druge), vendar ne dovolj, da kričim 'j'accuse!' Pričakujete to v kopici zvezd, kjer gravitacijsko sodelujejo. Nekatere bodo potegnili in potegnili v različne smeri. Kar vidimo, je lahko le normalna porazdelitev hitrosti.
Torej, tukaj imate. Zdi se, da zdaj poznamo razdaljo do središča Plejad in zato lahko veliko bolje odkrijemo njegove lastnosti ... vendar ostaja nekaj precej zanimivih skrivnosti. Upajmo, da bodo te in nadaljnje študije privedle do globljega fizičnega vpogleda v naravo kopice in bodo tudi pojasnile, zakaj se zdi, da se najsvetlejše zvezde uskladijo z nami. Zelo bi rad vedel, zakaj je tako!
* Tehnično je ta beseda v množini, ednina pa je Plejada, vendar se uporablja tudi kot skupinski ali skupinski samostalnik, zato je ednina. Torej morda Kako daleč so Plejade? vprašati ni tako preprosto, kot sem mislil. Vsaj slovnično.
† Objavil jih je v Raziskovalne opombe Ameriškega astronomskega društva , kjer lahko astronomi hitro objavijo kratke (manj kot 1.000 besed) članke o zanimivih delih raziskav. Ugotovil bom, da ni recenziran. Pomislite na to kot na objavo raziskave in ne kot na celovit dokument.
