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 hittar vi. Vi föreslår att du bekantar dig med ett dussin av några av de mest intressanta galaktiska fenomenen och konstigheter som samlats under åren av noggrann kontemplation av rymden.
Triangulum II Galaxy
Ligger nära kanten av Vintergatan har Triangulum II-galaxen redan förvånat många astronomer med sina otroligt snabba stjärnor. Vår lilla galaktiska granne innehåller ett rekordlitet antal av dem - bara cirka 1000 (i Vintergatan finns det till exempel 100 miljarder). Men en kolossal massa lurar i Triangulum II.
Under observationen av denna galax såg Keck Large Telescope, som ligger på vulkanen Mauna Kea på Hawaii, sex stjärnor som rör sig mycket snabbare än förväntat. Faktum är att galaxen är så mörk att endast dessa sex stjärnor var synliga genom teleskopet. Men även tack vare dessa stjärnor kunde forskarna 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 dimma är effekten av gravitationskrafterna i galaxerna intill Triangulum II.
En sådan 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 den totala massan i universum. På grund av det faktum att denna galax innehåller väldigt få stjärnor producerar den praktiskt taget ingen gammastrålning, vilket ger chansen att upptäcka röntgenkrafter från interaktionen mellan mörk materia. Eftersom galaxen är praktiskt taget död bör dessa signaler spelas in tydligt, med liten eller ingen förvrängning från de många kosmiska energikällorna som finns i mer "livliga" regioner.
Kampanjvideo:
Mystisk galaktisk ring
Amerikanska och ungerska astronomer snubblade nyligen på 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 stort att det på natthimlen inom det optiska området skulle se ut 70 gånger större än hela månens skiva.
Astronomer kunde beräkna den uppskattade storleken på denna kosmiska ring på grund av likheten mellan de sju observerade gammastrålningarna - ett av de största fenomenen med frisättning av explosiv energi i rymden. Gamma-ray bursts uppstår vanligtvis när en stjärna går in i superljus supernova och sedan förvandlas till ett svart hål.
Eftersom de observerade skurarna var praktiskt taget på samma avstånd från varandra antog astronomer att de var en del av samma kosmiska megastruktur. Naturligtvis är det inte värt att kasta bort sannolikheten för slump 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 cirka 1,2 miljarder ljusår.
Och även om den här ringen existerar, varför är den så stor? Ingen vet svaret på denna fråga än. Det finns dock förslag om att samma mystiska mörka materia på något sätt är ansvarig för skapandet av sådana rymdobjekt av otrolig storlek.
Tayna Galaxy
Genom att kombinera kraften från rymdteleskopen Hubble och Spitzer har astronomer upptäckt ett av de mest avlägsna föremålen i universum. Samtidigt tror forskare att detta objekt uppträdde bara 400 miljoner år efter Big Bang. Det vill säga det är också ett av de äldsta objekten i universum. Detta objekt är en knappt synlig och extremt blekt galax, kallad Tayna, vilket betyder "förstfödda" på sydamerikansk dialekt. Hittills har forskare upptäckt 22 av dessa "förstfödda" galaxer, som har sitt ursprung strax efter Big Bang.
Det krävdes kraften från två av mänsklighetens bästa rymdteleskop för att hitta Tayna-galaxen och mycket hjälp från galaxklustret MACS J0416.1-2403, som ligger cirka fyra miljarder ljusår bort. Med en massa av en kvadrillion solar drar detta galaxkluster in en otrolig mängd ljus, skapar en gravitationslins och möjliggör en vy över Tayna, som i huvudsak ligger bakom den. James Webb-teleskopet, som ska skickas ut i rymden 2018, ger oss en bättre bild av denna galax och ger mycket mer detaljer 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 material för att de bildas från den intergalaktiska miljön. Det finns dock andra antaganden. Enligt en av dem sker den ursprungliga bildandet av en galax från en tät ansamling av mörk materia, runt vilken moln av vätgas och andra gaser börjar ackumuleras, lockade av gravitationskrafter. En annan teori är att galaxer bildas av materia från en specifik källa. Det första alternativet är för långt 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-instrumentet monterat på Hale-teleskopet vid Palomar Observatory har upptäckt en protogalaktisk skiva (en mycket ung, just bildande galax) som ligger 10 miljarder ljusår bort. Den består av het gas, vars volym ökas av den kalla gasen som den unga galaxen får från glödtråden från det så kallade kosmiska nätet, bredvid vilken galaxen bildas. Forskare tror att detta är det första direkta beviset på existensen av det kosmiska nätet, som förenar allt i universum.
På grund av den oavsiktliga placeringen av två kvasar i denna rymdregion har en del av spindelnätet som levererar gas till den nybildade galaxen värmts upp, så att forskare kan bestämma dess närvaro.
Stor magellansk upprördhet
Large Magellanic Cloud (LMC) och dess dvärgkamrat, Small Magellanic Cloud (MMO), är våra närmaste angränsande galaxer, som ligger cirka 160 000 och 200 000 ljusår bort. Som de största dvärggalaxerna nära Vintergatan kan de lätt ses på natthimlens södra halvklot.
Forskare noterar att något konstigt händer med LMC. I Tarantula Nebula, en del av LMC, har astronomer upptäckt en verklig inkubator för stjärnbildning. Men som det visade sig bildas mycket mindre stjärnor här än vad det verkar vid första anblicken.
Faktum är att cirka 5 procent av 5900 studerade stora och mycket stora stjärnor i LMC tillhör inte denna galax. BMO stal dem faktiskt från IMO. 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 lik den som vanligtvis är karakteristisk för LMC-stjärnor. Dessa stjärnor innehåller mycket mer tunga element som järn och kalcium. Forskare tror att sådan fertilitet i Tarantula-nebulosan beror just på det faktum att LMC stjäl stjärnorna från IMO. Dessutom tvekar inte BMO att äta upp gas från sin rymdgranne. I det här fallet accelererar gasen så starkt att den "antänder" de återstående gaserna mellan de två galaxerna.
Galaxy Hercules A
I mitten av galaxen Hercules A (3C 348) finns ett stort svart hål med en massa på 2,5 miljarder solar! Det är 1000 gånger mer massivt än Vintergatans svarta hål och producerar två jättestrålar av plasma som mörknar praktiskt taget hela galaxen där de befinner sig. Dessutom sprider sig dessa strömmar av plasma över 1,5 miljoner ljusår och fördunklar andra galaxer, inklusive Vintergatan, som är 15 gånger mindre i diameter. Mängden energi som finns här är mycket svår att beskriva. Utgångsrekylen för ett svart hål i mitten motsvarande radiovågor är en miljard gånger högre än för vår sol.
Detta räcker för att göra Hercules till en av de ljusaste källorna till radiovågor som någonsin observerats. Den rosa-röda strålen i bilden ovan är en plasma av atompartiklar och magnetfält som accelereras till relativistiska hastigheter (nästan ljusets hastighet). Klumpiga klungor längs kanterna antyder troligen många tidiga, otroliga utbrott.
Tyvärr är allt detta osynligt för blotta ögat, det vill säga det är bara en representation av konstnären. Bilden skapades på grundval av optisk data från Hubble-teleskopet Wide Field Camera 3 samt observationer av Very Large Array-radioteleskopet (Super Large Antenna Array).
Forntida vita dvärgar av Vintergatan
Vår galax är mycket gammal. Det är nästan lika gammalt som själva universum. Observera den centrala stapeln på Vintergatan, har astronomer upptäckt ett kluster av 70 vita dvärgar - täta och kompakta stjärnor med en massa av solen (eller ännu mer), men inte större än jorden.
Naturligtvis finns det många fler stjärnor i baren, men forskare var intresserade av en specifik grupp som ligger i relativ öppenhet från kosmiskt damm och 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 uppträdde. Vissa vita dvärgar antas vara över 12 miljarder år gamla. Dessutom tror forskare att dessa vita dvärgar var bland de stjärnor som en gång "sådd" vår galax. Vintergatans historia började med dem. Miljontals stjärnor som har avslutat sin livscykel har följt efter och spridit deras materia över 100 000 ljusår.
En otroligt ljus galax
NASA: s WISE Space Telescope har upptäckt den ljusaste galaxen som någonsin hittats. Dess ljusstyrka motsvarar den för 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 egentligen såg ut vid början av dess födelse.
Denna galax är så ljus att det är svårt att till och med se på sin fulla bild i konstnärens syn, som kan ses ovan. Men den är inte alls skyldig stjärnorna. Galaxen är så ljus på grund av sitt 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 "frosseri", och den senaste tiden skulle inte räcka för att den skulle svälja hela galaxen. Detta svarta hål kunde emellertid på något sätt övervinna "gränsen för dess frodighet" flera gånger tills det nådde den massa som det har nu. Hon har "gorgat sig själv" så mycket att hon nu släpper ut (återupplivar) en gigantisk mängd energi, som bokstavligen träffar den gigantiska gaskokan som finns här, som så småningom börjar lysa upp med en bländande aura.
En liten galax med ett jätte svart hål
Den ultrakompakta dvärggalaxen M60-UCD1 kan förändra vår förståelse för svarta hål och begreppet dvärggalaxer i allmänhet. Det är bara 300 ljusår över, vilket bara är 0,2 procent av storleken på Vintergatan. Denna galax innehåller dock 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 relaterade. Denna upptäckt utmanade dock denna modell och föreslår att storleken på dessa två rymdobjekt kan vara helt obetydliga. 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 återstår bara cirka 140 miljoner stjärnor i galaxen. Detta gör M60-UCD1 till slut en av de minsta galaxerna med ett massivt svart hål i centrum. Men samma antagande av forskare väcker andra frågor. Är dvärggalaxer "misslyckade" stora galaxer, eller har de alla fallit offer för sina större grannar någon gång i sin historia?
Galaxy EGS8p7
Den 13,2 miljarder 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 period av kylning kombinerades partiklarna för att bilda neutralt väte. Slutsatsen är att i detta fall skulle våra teleskop inte kunna upptäcka universums tidiga ljus, eftersom det då måste gå igenom många olika snedvridningar.
Efter att galaxer och andra energikällor uppstod i universum, återjoniserade de gasen, spridda dess täta ansamling och öppnade vägen för ljus. Men denna händelse ägde rum redan ungefär en miljard år senare, så EGS8p7 är för långt ifrån oss för att vi ska kunna se den. Och ändå konstaterar astronomer på något sätt att de kunde fånga Lyman-alfa-linjen i galaxen, vilket är dess typ av streckkod. Det manifesterar sig när en relativt ung stjärna börjar avge ultraviolett ljus i den omgivande gasen och lämnar en termisk signatur. Denna signatur upptäcktes av MOSFIRE-spektrometern vid Keck Observatory på Hawaii.
Och ändå borde Lyman-alfa-linjen i galaxen EGS8p7 ha förblivit dold av tidigt ogenomskinligt neutralt väte. Astronomer är inte helt säkra på hur ljuset från EGS8p7 lyckas bryta igenom ett sådant hinder. Det finns ett antagande att strålningen från de lokala stjärnorna är så kraftfull att den återjoniserade en del av universum mycket tidigare än andra galaxer.
Bonus: Andromedas ring
Vår närmaste granne, Andromedagalaxen (M31), är omgiven av en jättering (eller gloria). Andromeda själv är dubbelt så stor som Vintergatan och sträcker sig över 200 000 ljusår. Dessutom upptar dess gloria ett utrymme på cirka 2 miljoner ljusår. Det fungerar som en fyr för astronomer som letar efter kvasarer här. Det ultravioletta ljuset som nådde Hubble-rymdteleskopets vetenskapliga instrument gav forskarna idén om hur en sådan jätte ring av gas skulle kunna bildas runt Andromeda.
Delvis gjord av galaktisk gas, ringen är ett slags stort förråd av materia för framtida och framväxande stjärnor. Det är också rikt på tunga element som bildas av supernovor, belägna vid Andromedas gränser och kastas ut utanför dess gränser. Tyvärr är själva ringen osynlig för det mänskliga ögat, men på natthimlen skulle den vara 100 gånger fullmånens diameter.
Nikolay Khizhnyak