Astronomer stöter ofta på fenomen i sina observationer som inte bara är svåra att förklara, utan helt enkelt omöjliga att beskriva. Ju längre vi tittar in i rymden, desto fler sådana fenomen finner vi. Vi föreslår att du bekantar dig med ett dussin av några av de mest intressanta galaktiska fenomenen och oddligheterna som samlats in under åren med noggrann kontemplation av rymden.
Triangulum II Galaxy
Triangulum II-galaxen ligger nära kanten av Vintergatan och har redan förvånat många astronomer med sina otroligt snabba stjärnor. Vår lilla galaktiska granne innehåller ett rekord litet antal av dem - bara cirka 1000 (i Vintergatan finns det till exempel 100 miljarder). Men en kolossal massa lurar i Triangulum II.
När man observerade denna galax observerade Keck Large Telescope, som ligger på vulkanen Mauna Kea på Hawaii, sex stjärnor som rör sig mycket snabbare än väntat. Faktum är att galaxen är så mörk att endast dessa sex stjärnor var synliga genom teleskopet. Tack vare till och med dessa stjärnor kunde forskare emellertid beräkna gravitationskrafterna i Triangulum II och dess totala massa. Det visade sig att galaxen är mer massiv än den kombinerade massan av alla dess stjärnor.
Forskare har funnit att denna galax innehåller den högsta koncentrationen av mörk materia bland alla galaxer som studerats tidigare. Ändå tror franska astronomer från universitetet i Strasbourg att orsaken till en så stark spridning av stjärnor och galaxens svaghet är effekten av gravitationskrafter i galaxerna intill Triangulum II.
En så hög koncentration av mörk materia i Triangulum II ger forskare en direkt möjlighet att försöka studera detta konstiga ämne, som står för 24 procent av universumets totala massa. På grund av det faktum att denna galax innehåller mycket få stjärnor producerar den nästan ingen gammastrålning, vilket ger chansen att upptäcka röntgenkrafter från interaktionen av mörk materia. Eftersom galaxen är praktiskt taget död bör dessa signaler registreras tydligt, med liten eller ingen distorsion från mängden kosmiska energikällor som finns i mer "livliga" områden.
Kampanjvideo:
Mystisk galaktisk ring
Amerikanska och ungerska astronomer snubblat nyligen över en struktur i rymden som visade sig vara så enorm att det är svårt att tro på dess existens. Denna struktur visade sig vara ett kluster av galaxer som bildade en slags ring som sträcker sig i nästan 5 miljarder ljusår. Detta objekt är så enormt att det på natthimlen i det optiska området skulle se 70 gånger större ut än månens hela skiva.
Astronomer kunde beräkna den uppskattade storleken på denna kosmiska ring på grund av likheten mellan de sju observerade skurarna av gammastrålning - ett av de största fenomenen med utsläpp av explosiv energi i rymden. Gamma ray bursts uppstår vanligtvis när en stjärna går in i superbright supernova och sedan förvandlas till ett svart hål.
Eftersom de observerade skurarna praktiskt taget var på samma avstånd från varandra antog astronomer att de ingick i samma kosmiska megastruktur. Naturligtvis är det inte värt att kasta bort sannolikheten för chans heller. Förekomsten av en galaktisk ring av denna storlek strider mot våra kosmologiska modeller, som beskriver storleksgränsen för de största föremålen i universum, som enligt dessa modeller är ungefär 1,2 miljarder ljusår.
Och även om den här ringen existerar, varför är den så stor? Ingen vet svaret på denna fråga än. Men det finns förslag på att samma mystiska mörka materie på något sätt är ansvarig för skapandet av sådana rymdobjekt av otrolig storlek.
Tayna Galaxy
Genom att kombinera kraften från rymdteleskopet Hubble och Spitzer har astronomer upptäckt ett av universumets mest avlägsna objekt. Samtidigt tror forskare att detta objekt dök upp bara 400 miljoner år efter Big Bang. Det är, det är också ett av de äldsta föremålen i universum. Detta objekt är en knappt synlig och extremt bleknad galax, kallad Tayna, vilket betyder "förstfödda" i sydamerikansk dialekt. Hittills har forskare upptäckt 22 av dessa "förstfödda" galaxer med ursprung kort efter Big Bang.
Det tog kraften hos två av mänsklighetens bästa rymdteleskop för att hitta Tayna-galaxen, och mycket hjälp från galaxklyngen MACS J0416.1-2403, som ligger ungefär fyra miljarder ljusår bort. Med en massa av en fyrdugelsolar lockar detta galaxkluster en otrolig mängd ljus, skapar en gravitationslins och ger en glimt av Tayna, som i huvudsak ligger bakom den. James Webb-teleskopet, som kommer att skickas ut i rymden 2018, kommer att ge oss en bättre bild av denna galax och ge mycket mer detaljerad information om denna representant för de första galaktiska föremålen i universum.
Galaktisk barnflicka
Astronomer är inte helt säkra på sin kunskap om hur galaxer föds. Det är allmänt accepterat att galaxer tar allt nödvändigt ämne för att de bildas från den intergalaktiska miljön. Det finns dock andra antaganden. Enligt en av dem inträffar den första bildningen av en galax från en tät ansamling av mörk materia, runt vilken moln av väte och andra gaser börjar samlas, lockat av gravitationskrafter. En annan teori är att galaxer bildas från materia från en specifik källa. Det första alternativet är för länge för att verifieras från observationsdata. Ingen tittade någonsin på den andra.
Åtminstone tills nyligen. Forskare vid California Institute of Technology, som använder Cosmic Web Imager-verktyget monterat på Hale-teleskopet vid Palomar Observatory, har upptäckt en protogalaktisk skiva (en mycket ung, precis bildande galax) som ligger 10 miljarder ljusår bort. Den består av varm gas, vars volym ökas av den kalla gasen som den unga galaxen får från glödtråden på den så kallade Cosmic Web, bredvid vilken galaxen bildas. Forskare tror att detta är det första direkta beviset på existensen av den kosmiska webben, som förenar allt i universum.
På grund av den framgångsrika placeringen av två kvasarer i denna rymdregion har en del av spindelbanan som matar gas till den nybildade galaxen värmts upp, vilket gör det möjligt för forskare att bestämma dess närvaro.
Stora magelliska förargelser
Stor Magellanic Cloud (LMC) och dess dvärgkompis, Small Magellanic Cloud (MMO), är våra närmaste närliggande galaxer, som ligger ungefär 160 000 och 200 000 ljusår bort. Som de största dvärg galaxerna nära Vintergatan kan de lätt ses på natthimlen på södra halvklotet.
Forskare konstaterar att något konstigt händer med LMC. I Tarantula Nebula, som är en del av LMC, har astronomer upptäckt en verifierbar inkubator av stjärnbildningen. Men som det visade sig bildas mycket mindre stjärnor här än det verkar vid första anblicken.
Faktum är att cirka 5 procent av 5900 studerade stora och mycket stora stjärnor belägna i LMC inte tillhör denna galax. BMO stal dem faktiskt från MMO. Forskare kom till denna slutsats efter att de upptäckte att dessa stjärnor vänder i motsatt riktning, jämfört med resten. Dessutom är den kemiska sammansättningen av dessa stjärnor inte alls liknar den som vanligtvis är karakteristisk för LMC-stjärnor. Dessa stjärnor innehåller mycket tyngre element som järn och kalcium. Forskare tror att en sådan fertilitet av Tarantula Nebula beror just på att LMC stjäl stjärnor från IMO. Dessutom tvekar BMO inte att äta upp gas från sin rymdgranne. I detta fall accelererar gasen så starkt att den "tänder" de resterande gaserna mellan de två galaxerna.
Galaxy Hercules A
I centrum av galaxen Hercules A (3C 348) finns ett gigantiskt svart hål med en massa av 2,5 miljarder solar! Den är 1 000 gånger massivare än hela Vintergatan och producerar två jätteplaststrålar som döljer praktiskt taget hela galaxen där de befinner sig. Dessutom sprider dessa strömmar av plasma över 1,5 miljoner ljusår andra galaxer, inklusive Vintergatan, som är 15 gånger mindre i diameter. Mängden energi som hittas här är mycket svår att beskriva. Utgångsbelastningen för ett svart hål i mitten motsvarande radiovågor är en miljard gånger högre än för vår sol.
Detta räcker för att göra Hercules A till en av de ljusaste källorna till radiovågor som någonsin har observerats. Den rosa-röda strålen i bilden ovan är en plasma av atompartiklar och magnetfält som accelereras till relativistiska hastigheter (nästan ljusets hastighet). Grovkuliga kluster längs kanterna tyder troligen på många tidiga, otroliga utbrott.
Tyvärr är allt detta osynligt för det blotta ögat, det vill säga att det bara är en representation av konstnären. Bilden skapades baserat på optiska data från Hubble-teleskopets breda fältkamera 3, samt observationer av radioteleskopet Very Large Array (Super Large Antenna Array).
Forntida vita dvärgar av Vintergatan
Vår galax är mycket gammal. Den är nästan lika gammal som universum självt. Astronomer har iakttagit mjölkvägens centrala bar och upptäckt ett kluster av 70 vita dvärgar - täta och kompakta stjärnor med solens massa (eller till och med mer), men inte större än jorden.
Naturligtvis finns det många fler stjärnor i baren, men forskare var intresserade av en specifik grupp belägen i relativ öppenhet mot kosmiskt damm och som ligger cirka 25 000 ljusår från jorden.
Nu är dessa stjärnor inget annat än astronomiska reliker, men enligt forskare kan de berätta om hur vår galax verkade. Vissa vita dvärgar tros vara över 12 miljarder år gamla. Dessutom tror forskare att dessa vita dvärgar var bland de stjärnor som en gång "sådd" vår galax. Vintergatan har börjat med dem. Miljontals stjärnor som har slutfört sin livscykel har följt efter och spridit deras ämnen över 100 000 ljusår.
En otroligt ljus galax
NASA: s WISE Space Telescope har upptäckt den ljusaste galaxen som någonsin hittats. Dess ljusstyrka motsvarar över 300 biljoner solar. Fotonerna i galaxen WISE J224607.57-052635.0 i fråga var tvungna att resa 12,5 miljarder år för att lämna oss sitt budskap och ge oss en uppfattning om hur universum faktiskt såg ut i början av dess födelse.
Denna galax är så ljus att det är svårt att ens se hela bilden i konstnärens syn, som kan ses ovan. Det är emellertid inte skyldigt dess ljusstyrka alls. Galaxen är så ljus på grund av dess svarta hål. Det är så massivt att det till och med tvivlar på vår förståelse av fysik i viss utsträckning.
Forskare är förvånade över att det tidiga universum kunde ha varit en fristad för sådana rymdobjekt. Vanligtvis är svarta hål begränsade i deras "frossa", och den förflutna tiden skulle inte ha varit tillräckligt för att svälja hela galaxen. Detta svarta hål kunde emellertid på något sätt övervinna "gränsen för dess glupskhet" flera gånger, tills det nådde den massa som det har nu. Hon har "gorged sig själv" så mycket att hon nu släpper (regurgitates) en enorm mängd energi, som bokstavligen träffar den jätte kokong gas som ligger här, som så småningom börjar lysa med en bländande aura.
En liten galax med ett gigantiskt svart hål
Den ultrakompakta dvärggalaxen M60-UCD1 kan förändra vår förståelse för svarta hål och begreppet dvärggalaxier i allmänhet. Det är bara 300 ljusår, vilket bara är 0,2 procent av mjölkvägens storlek. Men denna galax innehåller ett svart hål med en massa motsvarande 21 miljoner solar. Som jämförelse är det svarta hålet i mitten av Vintergatan mycket större i storlek, men har en massa på endast 4 miljoner solar.
Fram till nyligen trodde man att storleken på galaxer och storleken på svarta hål är inbördes inbördes. Emellertid utmanade denna upptäckt denna modell och antyder att storleken på dessa två rymdobjekt kan vara helt obekvämliga. Och forskare har en förklaring till detta.
Faktum är att M60-UCD1 inte alltid var en dvärggalax. Astronomer från University of Utah (USA) tror att denna galax en gång var hem för 10 miljarder stjärnor. Men hon kom för nära sin större galaktiska granne, som faktiskt rånade henne. Som ett resultat kvarstår endast cirka 140 miljoner stjärnor i galaxen. Detta gör M60-UCD1 i slutändan till en av de minsta galaxerna med ett massivt svart hål i mitten. Men samma antagande av forskare ger andra frågor. Är dvärggalaxer "misslyckade" stora galaxer, eller har de alla fallit byte för sina större grannar någon gång i sin historia?
Galaxy EGS8p7
Den 13,2 miljoner år gamla EGS8p7-galaxen är så gammal att vi inte borde se den. Efter Big Bang var universum under en tid ett hett kluster av protoner och elektroner. Efter en kylningsperiod kombinerades partiklarna för att bilda neutralt väte. Sammanfattningen är att i detta fall skulle våra teleskoper inte kunna upptäcka universums tidiga ljus, eftersom det skulle behöva gå igenom många olika snedvridningar.
Efter att galaxer och andra energikällor dök upp i universumet återjoniserade de gasen, sprider dess täta ansamling och öppnade vägen för ljus. Men händelsen hände ungefär en miljard år senare, så EGS8p7 är för långt borta från oss för att vi ska kunna se det. Och ändå konstaterar astronomer på något sätt att de kunde fånga Lyman-alpha-linjen i galaxen, som är dess typ av streckkod. Det manifesterar sig när en relativt ung stjärna börjar släppa ut ultraviolett ljus i den omgivande gasen och lämnar en termisk signatur. Denna signatur upptäcktes av MOSFIRE-spektrometern vid Keck-observatoriet på Hawaii.
Och ändå borde Lyman-alpha-linjen i galaxen EGS8p7 ha förblivit dold av det tidiga ogenomskinliga neutrala väte. Astronomer är inte helt säkra på hur ljuset från EGS8p7 lyckas bryta igenom ett sådant hinder. Det finns ett antagande om att strålningen av de lokala stjärnorna är så kraftfull att den återanordnade en del av universum mycket tidigare än andra galaxer.
Ring av Andromeda
Vår närmaste granne, Andromeda-galaxen (M31), är omgiven av en gigantisk ring (eller gloria). Andromeda själv är dubbelt så stor som Vintergatan och sträcker sig över 200 000 ljusår. Dessutom har dess halo ett utrymme på cirka 2 miljoner ljusår. Det fungerar som en fyr för astronomer som letar efter kvasarer här. Ultraviolett ljus, som nådde de vetenskapliga instrumenten i Hubble Space Telescope, gav forskare idén om hur en sådan jättestor gasring kunde bildas runt Andromeda.
Ringen är delvis gjord av galaktisk gas och är ett slags enormt förråd med materia för framtida och framväxande stjärnor. Den är också rik på tunga element som produceras av supernovaer, som ligger vid Andromedas gränser och kastas ut utanför dess gränser. Tyvärr är själva ringen osynlig för det mänskliga ögat, men på natthimlen skulle det vara 100 gånger fullmånens diameter.