Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Droga Mleczna zderzyła się z Krakenem. Odtworzono drzewo genealogiczne naszej galaktyki

Recommended Posts

Astronomowie nie od dzisiaj wiedzą, że galaktyki mogą rosnąć łącząc się z innymi galaktykami. W ten sposób mogła też ewoluować Droga Mleczna. Międzynarodowy zespół astronomów pracujący pod kierunkiem doktora Diederika Kruijssena z Uniwersytetu w Heidelbergu oraz doktora Joela Pfeffera z Liverpool John Moores University stworzył drzewo genealogiczne naszej galaktyki, a o wynikach swoich badań poinformował na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Gromady kuliste to gęste zgrupowania powiązanych grawitacyjnie gwiazd. To bardzo stare struktury. W skład gromady może wchodzić nawet milion gwiazd. Wiemy, że w Drodze Mlecznej występuje ponad 150 takich gromad. Wiele z nich powstało w mniejszych galaktykach, które łączyły się, by w końcu utworzyć Drogę Mleczną taką, jaką znamy ją dzisiaj. Naukowcy od dawna podejrzewali, że gromady kuliste mogą pełnić rolę swoistych „skamieniałości”, dzięki którym uda się kiedyś zbadać przeszłość naszej galaktyki. Teraz mamy już w ręku odpowiednie narzędzia, by podjąć się takiego zadania.

Zespół Kruijssena i Pfeffera odtworzył drzewo genealogiczne Drogi Mlecznej opierając się przy tym wyłącznie na gromadach kulistych. Na potrzeby swoich badań naukowcy stworzyli zestaw zaawansowanych symulacji komputerowych modelujących powstawanie galaktyk podobnych do naszej. Zestaw ten, E-MOSAICS, jest jedynym, który zawiera kompletny model tworzenia się, ewolucji i niszczenia gromad kulistych.

Naukowcy byli w stanie powiązać wiek gromad kulistych, ich skład chemiczny oraz ruch orbitalny z właściwościami galaktyk, w których powstały ponad 10 miliardów lat temu. Stosując tę metodę do gromad kulistych w naszej galaktyce uczeni zdołali obliczyć nie tylko, z ilu gwiazd składały się galaktyki, w skład których oryginalnie gwiazdy z gromad wchodziły, ale również, kiedy doszło do ich połączenia z Drogą Mleczną.

Głównym wyzwaniem był fakt, że zderzenia galaktyk to bardzo chaotyczny proces, podczas którego orbity gromad kulistych zostają całkowicie zmienione. Wykorzystaliśmy więc sztuczną inteligencję, którą pomogła nam zrozumieć cały złożony system, który istnieje dzisiaj. Wytrenowaliśmy sieć neuronową na symulacjach E-MOSAICS tak, by łączyła właściwości gromad kulistych z historią ich oryginalnych galaktyk. Przetestowaliśmy nasz algorytm dziesiątki tysięcy razy i byliśmy zaskoczeni jak dokładnie reoknstruował łączenie się symulowanych galaktyk, wykorzystując w tym celu jedynie gromady kuliste, mówi Kruijssen.

Zachęceni wysoką dokładnością algorytmu naukowcy postanowili odszyfrować za jego pomocą historię Drogi Mlecznej. Symulacje nie tylko ujawniły masy moment łączenia się mniejszych galaktyk z Drogą Mleczną, ale pozwoliły na odkrycie nieznanej dotychczas kolizji Drogi Mlecznej z galaktyką, którą badacze nazwali Krakenem.

Zderzenie z Krakenem musiało być najważniejszym takim wydarzeniem w historii Drogi Mlecznej. Dotychczas powszechnie sądzono, że największym zderzeniem była kolizja z galaktyką karłowatą Gaia-Enceladus do którego doszło przed 9 miliardami lat.
Teraz dowiadujemy się, że 11 miliardów lat temu, gdy Droga Mleczna była 4-krotnie mniej masywna, połączyła się z galaktyką Kraken. Kolizja ta musiała całkowicie zmienić wygląd Drogi Mlecznej, mówi Kruijssen.

Dzięki rekonstrukcji wiemy, że dotychczas Droga Mleczna wchłonęła około 5 galaktyk, z których każda miała ponad 100 milionów gwiazd oraz około 15 galaktyk, z których każda miała co najmniej 10 milionów gwiazd. Do zderzenia z najbardziej masywną galaktyką doszło pomiędzy 6 a 11 miliardów lat temu.

Pozostałości po pięciu wielkich galaktykach zostały już zidentyfikowane. Obecne i przyszłe teleskopy powinny umożliwić identyfikację pozostałości wszystkich galaktyk wchłoniętych przez Drogę Mleczna, mówi Kruijssen.

Warto tutaj przypomnieć, że – jak informowaliśmy – naukowcy sądzą, że za kilka miliardów lat dojdzie do połączenia Drogi Mlecznej i Galaktyki Andromedy.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Coś mi się to nie zgadza z liczbami, a przynajmniej z ich rzędami.

 

Policzmy:

5 × ~100 mln = ~500 mln

15 × ~10 mln = ~150 mln

stała kowalskiego 1,25

(500 mln + 150 mln ) × 1,25 = ~800 mln

 

Zawartość naszej galaktyki 200÷400 mld, przyjmę ~300 mld gwiazd.

Zatem przyrost masy z wchłoniętych galaktyk wynosi:

800 mln / 300 mld = ~0,25%

 

A na koniec mowa o pięciu wielkich galaktykach. 100 mln gwiazd to raczej zgromadzenie, którego wielkim bym nie określał.

 

 

Edited by lester

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Trójwymiarowa mapa wszechświata ujawniła istnienie jednej z największych znanych człowiekowi struktur. Ściana Bieguna Południowego, bo tak nazwano tę strukturę, składa się z setek tysięcy galaktyk i rozciąga na odległość 1,4 miliarda lat świetlnych. Wcześniej tego giganta nie zauważono, gdyż jego większa część znajduje się za jasno świecącą Drogą Mleczną.
      Ściana Bieguna Południowego rozmiarami dorównuje Wielkiej Ścianie Sloan, szóstej największej strukturze wszechświata.
      Astronomowie od dawna wiedzą, że galaktyki nie są rozrzucone przypadkowo, ale tworzą wielką kosmiczną sieć. Składa się ona ze zbiorów galakty i wielkich struktur gazowych pomiędzy nimi, a wszystko to poprzedzielane jest pustką kosmosu. Kosmografia zajmuje się mapowaniem tej struktury. Już wcześniej kosmografowie zauważyli inne gigantyczne struktury wszechświata.
      W 2014 roku Daniel Pomarede z Uniwersytetu Paris-Saclay poinformował o istnieniu supergromady Laniakei. To wielka gromada galaktyk, do której należy też Droga Mleczna. Laniakea ma szerokość 520 milionów lat świetlnych.
      Teraz Pomarede i jego zespół przyjrzeli się obszarowi znanemu jako strefa unikania. To ten fragment południowej części wszechświata, który jest przed naszymi oczami przesłonięty Drogą Mleczną. Jasne światło naszej galaktyki przesłania to, co poza nim. Naukowcy śledzili zarówno przesunięcie galaktyk ku czerwieni, jak i ich ruch względem siebie oraz oddziaływania grawitacyjne. Następnie dzięki specjalnym algorytmom uczeni byli w stanie określić, jak wygląda rozkład materii w strefie unikania i wokół niej.
      Analiza wykazała istnienie olbrzymiej struktury z centrum na południowym nieboskłonie, której jedno wielkie ramię rozciąga się w kierunku Gwiazdozbioru Wieloryba, a drugie w kierunku Gwiazdozbioru Ptaka Rajskiego.
      Ściana Bieguna Południowego trafi więc do czołówki największych struktur we wszechświecie. Na czele tej listy znajduje się gigantyczna Wielka Ściana Herkulesa-Korony Północy, której rozpiętość sięga 10 miliardów lat świetlnych. W 2015 roku informowaliśmy o odkryciu Gigantycznego Pierścienia Rozbłysków Gamma. Rozciąga się on na 5,6 miliarda lat świetlnych. Pokonał więc ówczesną rekordzistkę, czyli Olbrzymią Wielką Grupę Kwazarów o szerokości 4 miliardów lat świetlnych. Strukturami większymi od Ściany Bieguna Południowego są jeszcze Wielka Grupa Kwazarów U1.11 (2,5 miliarda lat świetlnych) oraz Wielka Grupa Kwazarów Clowesa-Campusano (2 miliardy lat świetlnych).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Droga Mleczna pożywia się materiałem z sąsiednich galaktyk, wynika z badań opublikowanych w The Astrophysical Journal.  Materiał ten pochodzi z Małego i Wielkiego Obłoku Magellana, pary niewielkich galaktyk, które w przyszłości prawdopodobnie zderzą się z naszą galaktyką i zostaną przez nią wchłonięte.
      Niezwykłego odkrycia dokonali astronomowie, którzy przyjrzeli się najdalszym zakątkom naszej galaktyki. Nie powstaje tam zbyt wiele gwiazd, gdyż nie ma tam zbyt wiele materii. A mimo to uczeni zauważyli tam grupę stosunkowo młodych gwiazd. To bardzo, bardzo odległy region. Położony jest znacznie dalej niż jakiekolwiek znane młode gwiazdy Drogi Mlecznej. Więc gdy zobaczyłem tam dość młode gwiazdy, bardzo się zdziwiłem, mówi Adrian Price-Whelan z Flatiron Institute w Nowym Jorku.
      Kolejne analizy wykazały, że skład gwiazd jest nietypowy dla lokalizacji, w której się znajdują. Co najmniej 27 najjaśniejszych gwiazd z zaobserwowanej gromady ma niezwykle niski odsetek metalu. To zaś wskazuje, że musiały one powstać z materiału pochodzącego spoza naszej galaktyki.
      Naukowcy przypuszczają, że materiał ten pochodzi ze Strumienia Magellanicznego. To strumień gazów łączących Wielki i Mały Obłok Magellana, który ciągnie się za obiema galaktykami. Zdaniem uczonych gaz ze Strumienia przeszedł w pewnym momencie przez Drogę Mleczną, a ciśnienie naporowe w połączeniu z oddziaływaniem grawitacyjnym galaktyki skompresowało część tego gazu na tyle, że mogły powstać gwiazdy. Stąd w odległym regionie galaktyki wzięła się populacja młodych ubogich w metal gwiazd.
      Odkrycie ma olbrzymie znaczenie, gdyż pozwala lepiej ustalić położenie Strumienia Magellanicznego w przestrzeni. W przypadku luźnych strumieni gazu nie działają standardowe techniki określania odległości do nich, dlatego potrzebne są punkty odniesienia. Teraz, dzięki najnowszemu odkryciu, uznano, że Strumień Magellaniczny przebiega w odległości około 90 000 lat świetlnych od Drogi Mlecznej. To znacznie bliżej, niż dotychczas sądzono.
      Jeśli Strumień Magellaniczny jest bliżej, szczególnie gdy jego ramię wiodące jest bliżej naszej galaktyki, to prawdopodobnie zostanie do niej włączony szybciej, niż przewidują obecne modele, stwierdził David Nidever z Montana State University.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie odkryli czarną dziurę, która – jak się wydaje – przyczynia się do powstawania gwiazd w odległych od niej galaktykach. Jeśli odkrycie się potwierdzi, będzie to oznaczało, że zaobserwowano czarną dziurę rozpalającą gwiazdy w największej znanej nam odległości. Naukowcy z włoskiego Narodowego Instytutu Astrofizyki informują o czarnej dziurze, która powoduje powstawanie gwiazd w odległości miliona lat świetlnych od siebie.
      Po raz pierwszy obserwuję pojedynczą czarną dziurę, która powoduje powstawanie gwiazd w więcej niż jednej galaktyce. To fascynujące, że czarna dziura z jednej galaktyki może decydować o tym, co dzieje się w galaktykach oddalonych od niej o miliony bilionów kilometrów, mówi Roberto Gilli, główny autor badań.
      Włosi obserwowali supermasywną czarną dziurę znajdującą się w galaktyce oddalonej o 9,9 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Sąsiaduje ona z co najmniej 7 innymi galaktykami.
      Już wcześniej naukowcy zaobserwowali dżet wysokoenergetycznych cząstek o długości około miliona lat świetlnych. Jego źródłem jest obserwowana czarna dziura. Włosi odkryli, że jeden z końców strugi otoczony jest gigantycznym bąblem gorącego gazu podgrzewanego wskutek interakcji wysokoenergetycznych cząstek z otaczającą materią. Uczeni sądzą, że rozszerzający się bąbel, przechodząc przez sąsiadujące galaktyki, może wytwarzać falę uderzeniową, która kompresuje zimny gaz i powoduje powstawanie gwiazd. Wszystkie objęte bąblem galaktyki znajdują się w odległości około 400 000 lat świetlnych od jego centrum.
      Naukowcy obliczają, że tempo formowania się gwiazd w tych galaktykach jest od 2 do 5 razy szybsze niż w podobnych im galaktykach znajdujących się w tej samej odległości od Ziemi.
      Znamy historię króla Midasa, który dotykiem zamieniał wszystko w złoto. Tutaj mamy przypadek czarnej dziury, która zamienia gaz w gwiazdy, a jej zasięg jest międzygalaktyczny, mówi współautor badań, Marco Mignoli.
      To wyjątkowe obserwacje. Dotychczas bowiem znajdowano czarne dziury, które zwiększały tempo formowania się gwiazd o 30% i oddziaływały na galaktyki znajdujące się w odległości nie większej niż 50 000 lat świetlnych od ich rodzimej galaktyki.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed dwoma tygodniami rozpoczęto testowanie nowego potężnego narzędzia, którego zadaniem jest stworzenie mapy milionów galaktyk oraz dokonanie pomiarów ich ruchu. Robotyczny instrument o nazwie DESI pozwoli astronomom na określenie ilości ciemnej energii oraz zachodzących w niej zmian.
      Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) został zainstalowany w teleskopie znajdującym się w Kitt Peak National Observatory w Arizonie. Jego instalowanie zajęło specjalistom aż 18 miesięcy.
      DESI oficjalnie rozpocznie pracę na początku przyszłego roku. W idealnych warunkach instrument będzie rejestrował nawet 5000 galaktyk w ciągu 20 minut. Naukowcy spodziewają się, że w ciągu 5 lat pracy DESI zarejestruje światło z 35 milionów galaktyk i 2,4 miliona kwazarów. Tak wysoka wydajność jest możliwa dzięki zastosowaniu robotyki. Wewnątrz instrumentu umieszczono 5000 światłowodów oraz urządzenia do precyzyjnego pozycjonowania każdego z nich. Urządzenia te są w stanie w ciągu kilku minut ustawić wszystkie światłowody w predefiniowanej pozycji.
      DESI będzie zbierał konkretne długości fali światła z poszczególnych galaktyk, a astronomowie na tej podstawie określą, jak szybko oddalają się one od nas. Możliwe będzie też dokonanie pomiarów odległości każdej z galaktyk do Ziemi względem innych galaktyk. Lokalizacja galaktyk oraz ich względne odległości posłużą do stworzenia trójwymiarowej mapy wszechświata obejmującej przestrzeń w promieniu do 11 miliardów lat świetlnych.
      Dzięki pomiarom na temat tempa ruchu galaktyk astronomowie będą mogli ocenić ilość ciemnej energii, a jako że DESI dostarczy indywidualnych danych dla milionów galaktyk, możliwe będzie określenie ilości ciemnej energii w konkretnym miejscu i konkretnym czasie. To zaś pozwoli stwierdzić czy, zgodnie z założeniami współczesnej kosmologii, ilość ciemnej energii we wszechświecie jest stała czy też w jakiś sposób zmienia się w czasie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie obserwują ostatnie etapy łączenia się trzech supermasywnych czarnych dziur. Krążą one wokół siebie w centrum trzech galaktyk, do połączenia których dochodzi w odległości około miliarda lat świetlnych od Ziemi. Niezwykły taniec czarnych dziur specjaliści zauważyli wewnątrz obiektu SDSS J084905.51+111447.2.
      Obserwowaliśmy parę czarnych dziur, a gdy użyliśmy kolejnych technik [obrazowania rentgenowskiego o wysokiej rozdzielczości przestrzennej, obrazowania w bliskiej podczerwieni oraz spektroskopii optycznej – red.] znaleźliśmy ten niezwykły system, mówi główny autor badań, Ryan Pfeifle z George Mason University. Mamy tutaj najsilniejsze z dostępnych dowodów na istnienie systemu trzech aktywnych supermasywnych czarnych dziur.
      Badania wspomnianego systemu rozpoczęły się od jego obrazowania w świetle widzialnym za pomocą teleskopu Sloan Digital Sky Survey (SDSS) w Nowym Meksyku. Dane udostępniono w społecznościowym projekcie Galaxy Zoo, którego użytkownicy oznaczyli SDSS J084905.51+111447.2 jako miejsce, w którym właśnie dochodzi do łączenia się czarnych dziur. Naukowcy przeanalizowali więc dane zebrana przez teleskop kosmiczny Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Pracuje on w podczerwieni i jeśli rzeczywiście w galaktyce dochodzi do łączenia się czarnych dziur, to powinien on zaobserwować co najmniej dwa źródła gwałtownego pochłaniania materii. Kolejne obserwacje potwierdziły podejrzenia. Chandra X-ray Observatory wykrył istnienie silnych źródeł promieniowania X, co wskazuje, że czarne dziury pochłaniają tam duże ilości pyłu i gazu. Podobne dowody zdobył Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). Kolejne obrazowanie w świetle widzialnym przeprowadzone za pomocą SDSS i Large Binocular Telescope potwierdziły obecność trzech aktywnych czarnych dziur.
      Dzięki użyciu wielu instrumentów opracowaliśmy nową technikę identyfikowania potrójnych układów supermasywnych czarnych dziur. Każdy z tych teleskopów dostarczył nam nieco innych informacji o tym, co się tam dzieje. Mamy nadzieję, że za pomocą tej techniki znajdziemy więcej układów potrójnych, mówi Pfeifle.
      Naukowcy stwierdzili, że odległość pomiędzy każdą z czarnych dziur, a jej sąsiadami wynosi od 10 do 30 tysięcy lat świetlnych. Będzie ona malała, gdyż galaktyki, do których należą te dziury, łączą się, więc i czarne dziury są skazane na połączenie.
      Dzięki wykryciu przez LIGO fal grawitacyjnych pochodzących z łączenia się czarnych dziur, wiemy co nieco o tym, jak przebiega taki proces. Jednak łączenie się układu potrójnego wygląda prawdopodobnie nieco inaczej. Specjaliści podejrzewają, że obecność trzeciej dziury powoduje, iż dwie pierwsze łączą się znacznie szybciej.
      Istnienie układu potrójnego może pozwolić też na wyjaśnienie teoretycznego „problemu ostatniego parseka”. Gdy dochodzi do połączenia dwóch galaktyk ich czarne dziury nie zderzają się czołowo, ale powinny minąć się po orbicie hiperbolicznej. Musi istnieć mechanizm, który spowoduje, że zbliżą się do siebie. Najważniejszym takim mechanizmem jest dynamiczne tarcie. Gdy czarna dziura zbliża się do gwiazdy, gwiazda jest przyspieszana, a czarna dziura spowalniana. Mechanizm ten spowalnia czarne dziury na tyle, że tworzą powiązany ze sobą układ podwójny. Dynamiczne tarcie nadal działa, dziury zbliżają się do siebie na odległość kilku parseków. Jednak proces krążenia czarnych dziur wokół siebie powoduje, że w pobliżu zaczyna brakować materii. W końcu jest jej tak mało, że jej oddziaływanie nie wystarczy, by dziury się połączyły.
      Ostatecznie do połączenia się czarnych dziur mogłyby doprowadzić fale grawitacyjne, ale ich oddziaływanie ma znaczenie dopiero, gdy dziury zbliżą się do siebie na odległość 0,01–0,001 parseka. Wiemy jednak, że czarne dziury się łączą, pozostaje więc pytanie, co rozwiązuje problem ostatniego parseka, czyli co powoduje, że zbliżą się do siebie na tyle, iż utworzą jedną czarną dziurę. Obecność trzeciej czarnej dziury wyjaśniałaby, jaka siła powoduje, że czarne dziury się łączą.
      Nie można też wykluczyć, że w układach potrójnych dochodzi nie tylko do połączenia się dwóch czarnych dziur, ale i do wyrzucenia trzeciej z nich w przestrzeń kosmiczną.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...