• Saturday July 20,2019

Uzimanje osvijetljenog pogleda

Anonim

Roen Kelly

Jedne zimske noći 1969., u zvjezdarnici na vrhu Kitt Peak u Arizoni, Michael Disney je imao smiješnu misao. Dok je gledao u golemu, superluminoznu galaksiju, pitao se: Što ako se vanjski astronom zurbi odmah? Na okularu vlastitog teleskopa, inteligentni vanzemaljci također bi mogli promatrati Disneyovu manju, boljku kućnu galaksiju, Mliječni put.

Onda je još jedna misao prekinula mamac. Mladi velški astronom shvatio je da stranac nije imao izgleda vidjeti Mliječni put, a kamoli svemirske oodle dimmer galaksija. Prepuno svjetlucanja svih zvijezda uvučenih u rezidentnu galaksiju, stranac bi nesvjesno zaslijepio većini kozmosa.

Disney se pitao jesmo li možda bili slično zavaravani, preplavljeni neizbježnim sjajem vlastitog okruženja. "Mislio sam da bi mogao postojati cijeli svemir gore od skrivenih galaksija, samo malo slabiji od onih koje možemo otkriti s Zemlje", kaže Disney, profesor emeritus na Sveučilištu Cardiff u Walesu.

Otkako je ta otkrivenja u pustinji prije skoro pola stoljeća, Disney, sada 80, tražio je sjenu galaktički svijet. Njegov je osjećaj dobio zamah u osamdesetim i devedesetim godinama, ali na prijelazu stoljeća staza je prolazila hladnom. Disheartened i poražen, Disney odriče lova.

No, nedavno su serendipitno viđenje i nova tehnologija ojačali koncept skrivenog kozmosa. "Većina svemira vjerojatno je neotkriven", kaže Greg Bothun, astrofizičar na Sveučilištu u Oregonu koji je dugo proučavao slabe galaksije. Nastupljiva populacija dim galaksija vjerojatno će nadmašiti i bitno je drugačija od tipičnih svijetlih galaksija koje poznajemo i volimo, izazivajući naše konvencionalne teorije formiranja i evolucije galaksije. Dim galaksije također mogu riješiti stari otajstvo o nestaloj materiji u svemiru.

Ovim izračunima, skrivene galaksije su kozmička norma, a ne naš dražesni Mliječni put i njen zalogaj. Dugo zanemariv, dominacija dim galaksija konačno može biti dospjela.

Blinded by The Light

Naš je svemir osvijetljen sjajnim galaksijama. Možemo vidjeti najbliže neke od ovih sjajnih zbirki zvijezda, plina (uglavnom vodika) i prašine s našim očima s Zemlje. Istraživanja na teleskopu ukazuju na to da čak 2 trilijuna dolara postoje, iako uglavnom male, slabe, "patuljaste" sorte. Zanimljivo, ove galaktičke horde dolaze u stereotipnim oblicima i veličinama, poput velikih spirala poput Mliječnog puta, čak i većih eliptičnih oblika u nogometu i onih desetaka patuljastih galaksija. Slijede tipične životne cikluse, čineći obilne zvijezde u svojim mladima i usporavaju kako starimo.

Za sve što smo naučili o galaktikama i širem kozmosu, međutim, astronomi su se borili s ljudskim ograničenjima kao nebeski promatrači. Naši instrumenti mogu samo lako percipirati objekte čija je svjetlost dovoljno suprotna sa sjajem noćnog neba. Sigurno, noć izgleda mračno - oko 50 milijuna puta tamnije od dana - ali to je još uvijek relativno mračno. "Živimo upravo pokraj ove krvave svjetleće zvijezde zvane Sunce", kaže Disney. "To će nam uvijek otežati otkrivanje ovog skrivenog svemira".

Spiralska galaksija M101 ima središnju pozornicu na ovoj slici iz teleskopa Dragonfly, ali astronomi su također zainteresirani za boljim galaksijama koje vreba u pozadini.

Roberto Abraham

Sjaj svjetlosti utječe na astronomsko gledanje na dva približno jednaka načina. Noću, "zračna svjetlost" ostaje u našem ozračju dok molekule zrače od vrućine koju su natopili tijekom dana. Da bismo izbjegli zračenje, možemo slati instrumente u orbitu, poput Hubbleovog svemirskog teleskopa (za koji su dizajnirani Disneyovi instrumenti). No, ova svemirska letjelica mora još zazrcati kroz drugi utjecaj sunca, njegovo svijetlo osvjetljenje ledenih i prašnjavih čestica oko nje, poznate kao zodijakalna svjetlost. Dodajte ovo na obilnu svjetlost koju generiraju sve ostale zvijezde u našoj galaksiji, a vi dobijete prilično sjaj. Ovo prirodno "svjetlosno zagađenje" proteže se na cijeli elektromagnetski spektar, iznad vidljive svjetlosti.

"Doista smo zatvoreni u našoj osvijetljenoj ćeliji", kaže Disney. "To je kao da ste usred noći osvijetljene sobe i gledate kroz prozor." Svjetlost vašeg prostorije utopi nešto svjetlije. Godine 1976., sedam godina nakon svog iskustva u Arizoni, Disney je napisao u priopćenju Nature da su naši katalozi galaksija vjerojatno nereprezentativni podskup istinske galaktičke populacije. Velik broj dimmera i potencijalno velikih galaksija vjerojatno je čekao otkriće, predložio je. Ipak, s malim načinom podupiranja podataka, proročanstvo je dobilo malo trakcije.

To se promijenilo desetljeće kasnije, kada su astronomi naišli na galaksiju, za razliku od bilo čega što su ikada vidjeli.

Divovski galaktički duh

Zainteresirani za blago zamagljavanje starih fotografskih ploča virgenske galaksije, obližnje regije koje se prostiru s galaksijama, Oregon's Bothun i njegovi kolege pitali su se ukazanja mogu biti sitne galaksije s "slabom površinskom svjetlošću" - astronom govori o emitiranju manje svjetlosti po jedinici površine od tipičnih galaksija.

Upotrebljavajući Arecibo radio teleskop u Puerto Ricu 1986. godine za otkrivanje galaktičkih oblaka vodikovog plina, Bothun i njegovi kolege otkrili su veliku izmjenu galaksije milijardu svjetlosnih godina. Zovu se Malin 1, od tada je teško proučavano i ostaje najveća poznata spiralna galaksija, sedam puta širi od Mliječnog puta s 50 puta većom masom. Ipak, bizarno, galaktički titan je duboko zamagljen svojim svilenim spiralnim rukama, razmaknutim 10 puta dalje od konvencionalnih spiralnih galaksija.

Unatoč najvećoj poznatoj spiralnoj galaksiji, Malin 1 je toliko slab, a ruke su mu tako slab da ostaje neotkriven do osamdesetih godina.

Boissier / A & A / ESO / CFHT

"Nemoguće je razumjeti kako taj objekt postoji", kaže Bothun. "Svi naši modeli ne proizvode nikakve predmete ni blizu Malin 1." Dimni gigant dokazao je da bi mogao biti više galaksija svemira nego bilo tko drugi sumnjao.

Pronađeno i izgubljeno

Pocinčani otkrićem Malin 1, astronomi su tijekom posljednjih desetljeća proučili ploče s pločicama za primjedbe nezamjetnih galaksija niske površinske svjetlosti. (Zapravo, oni još uvijek rade - ima mnogo ploča.) Iako je manje od Malin 1, tisuće su se materijalizirale tijekom 1990-ih.

Daljnji pomoć u pretraživanju bili su uređaji s napunjenim nabojem (CCD), daleko više svjetlosno osjetljiva tehnologija slikanja koja je skinula 1980-ih i danas dominira astronomijom. "Otkriće galaksija s osvjetljenjem niske površine bilo je uzbudljivo učiniti", kaže Karen O 'Neil, a zatim student Bothunovih i sada direktor Green Bank Observatory u Zapadnoj Virginiji. "Uvijek je zabavno izaći i potražiti nepoznato."

Iako intrigantna, pored milijarde poznatih svjetlosnih galaksija, ti stotine slabašnih slika još uvijek nisu bile na brežuljku graha, kozmički govoreći. Fantonski svemir, do sada, bio je samo fantomska niša.

Ali ironično, to je djelo samog Disneya koji je završio zalupivši vrata zatvorena na terenu. Pomogao je instalirati snažan prijemnik u radijatoru Parkes Observatory u Australiji 1997. godine, nadajući se da će se svađati s malim galaksijama u jednoj galaksiji i konačno isušiti poklopac s tamnog svemira. U podacima prikupljenim tijekom nekoliko godina, pojavilo se više od 4.000 koncentracija vodikovog plina - obećavajući kandidate kao galaksije male površine svjetlosti.

Do 2005, međutim, optički teleskop praćenja na tim izvorima sugerirao su da su gotovo svi samo vodikovih oblaka u normalnim galaksijima. "Nitko nije izgledao kao skrivena galaksija", kaže Disney. Otkriće je bio razarajući rezultat, koji je, čini se, nedvojbeno dokazao da su Malin 1 i njezini likovi bili samo bizarni nakaze, a ne dio većeg fantomskog svemira.

"To je ubila temu", kaže Disney. "Čak sam i ja odustao."

, , , I ponovno pronađena?

Ali subjekt nije odustao od njega, jer su drugi nebesa mislili da je Disney na nešto.

"Bio sam malo lik koji plače u mraku", kaže Disney, "doslovno".

Na konferenciji iz 2009. godine u Kavkazu, Disney se sastao s ukrajinskim astronomom Valentinom Karachentsevom, koji je predložio da neke od tih tisuća vodikovih oblaka u istraživanju Parkesa zaista bile galaksije. Tijekom karijere Karachentseva je, kroz oštroumni vid, identificirao brojne mutne galaksije na fotografskim pločama. Rekla je Disneyu da je vidjela samostalne objekte nalik na galaksiju tamo gdje je anketa Parkesa pronašla oblake plina identificirane kao samo prošireni dijelovi obližnjih svijetlih galaksija.

Thunderstruck, Disney se vratio u Wales i pokušao nešto novo. Prešao je izračune koji potvrđuju kako su klasterirane galaksije svemira. Oni su temeljno društvena bića koja se praktički skupljaju jedan na drugu, ostavljajući ogromne, pustošene praznine između klastera. Mogu li njegove nevidljive galaksije biti skrivene među tih skupljenih galaktičkih stada, a zasebni plinski oblaci pogrešno pripadaju najbližem, blistavom galaktičkom susjedu?

Disney je shvatio da su promatranja Parkesa nedostajala rezolucija, finoća detalja, kako bi se stvorile zamagljene galaksije čvrsto povezane svjetlosnim galaksijama. Pokušao je uvjeriti studijske kolege i astronomski časopis o mogućoj pogrešci, ali nitko nije bio prijemljiv. "Bio sam malo lik koji plače u mraku", kaže Disney, "doslovno".

Naposljetku je pronašao način rješavanja stvari. Početkom 2015. Disneyu je nagrađivano vrijeme na nadograđenom, izuzetno osjetljivom Karl G. Jansky vrlo velikom nizu (VLA) radijskih jela u Novom Meksiku. Izbacio je uzorak od 19 vodikovih oblaka od 4.000 kandidata iz ankete Parkes. Četrnaest oblaka, ispostavilo se, nije imalo vidljive galaksije u novim podacima.

"Bingo", kaže Disney. Odmah je bilo jasno da izvori radijskih valova iz plinskih oblaka ne bi trebali biti skupljeni zajedno s obližnjim optički svijetlim galaksijama. Bio je na nečemu.

Skrivanje u običnom vidiku

Disney nije znao što bi ti tajni objekti mogli biti, a on je odmah htio pratiti nova zapažanja koja se sada odvijaju. Krajem 2016. godine, pomoću teleskopa William Herschel na Kanarskim otocima, opazio je tragove dvanaest novih, nepogrešivih slabih galaksija.

Ovi objekti će sve više imati dovoljno novih tvrtki, čini se. U studiji iz 2015. godine Pieter van Dokkum sa Sveučilišta Yale i kolege najavili su da su otkrili 47 never-before-seen, ali ipak iznimno rasprostranjena (rasprostranjena, tako relativno slaba) galaksija Mliječnog puta u Coma klaster galaksija, među najpoželjnijim studirao je u astronomiji. "Ovo je bilo potpuno iznenađenje", kaže van Dokkum.

Nije bio neki novi mamutski teleskop koji je izbio tih tihih predmeta. Sve veći teleskopi koje astronomska zajednica obično zanima su zapravo loše otkrivajući objekte s osvjetljenjem male površine. Ovi teleskopi obično koriste ogledala, koja hvataju više slučajnih, neželjenih svjetala, pokapaju bilo koje blago emitirane objekte. Umjesto toga, van Dokkum je pronašao svoje galaksije grupiranjem osam objektiva od 400 milimetara u napravu sličnu spojenom oku s insekata. Doista, naziv projekta, Dragonfly, dolazi od hamburga van Dokkuma koji je fotografirao kukac.

Novi teleskop Dragonfly u Novom Meksiku pomogao je istraživačima da pronađu desetine prethodno nepoznatih ultra-difuznih galaksija. Njegove trenutne postavke grupiraju 24 velike objektive fotoaparata u klasteru koji nalikuje zmajskom oku. Objektivi su zapravo komercijalno dostupni 400mm telefoto objektivi.

Sveučilište P. van Dokkum / Yale

Mnogobrojne leće Dragonflya služe kao provjere jedni na drugima za lutalicu, a njihove unutarnje površine obrađuju se anti-reflektirajućom prevlakom. Objektivi su zakačen za CCD, a van Dokkum kaže da konačno dobivaju dovoljno dobre za razlikovanje najčešće sablasnih galaksija svemira. "Čak i sada", kaže on, "samo škripljujemo površinu."

Tradicionalni zrcalni teleskopi i dalje mogu pomoći. Inspiriran otkrićem van Dokkuma, Sveučilište Stony Brook Jin Koda i njegovi kolege gledali su kroz zadnje promatranje Coma Clustera s 8.2 metra Subarovog teleskopa na Havajima. Istraživači su otkrili 854 ultra-difuzne galaksije, s više od 300 istezanja na veličinu Mliječne staze. Ovo plovilo nije prolazilo jer su astronomi prethodno pretpostavljali svjetlosne tragove galaksija u Comama ukazivali su na mala, beznačajna tijela, a ne samo na najvidljivije središnje dijelove inače vrlo slabih objekata - vrhovi galaktičkih ledenjaka, kakvi su bili.

Uhvatiti u mraku

Novootkrivene zamagljene galaksije u Comi su čudne zvijeri, a oni se vraćaju na neke od slabih galaksija koje su prvi put otkrivene krajem osamdesetih godina. Gotovo u potpunosti bez plina, okrugli i tanki opskrbljeni starim crvenim zvijezdama, očito su preživjeli eona u gustom okruženju vidljivih galaksija. One koje su u usporedbi s velikim brojem plinova i masovnih galaksija i njihovih okolina trebale gravitaciono izvaditi neprimjetne galaksije do komadića - zašto to nisu otajstvo.

Astronomi također nisu sigurni kako je svemir napravio ove vrste objekata na prvom mjestu. "To je zašto je ovo polje tako uzbudljivo u ovom trenutku", kaže Koda. "Mi zapravo ne znamo što su ove galaksije." Oni bi mogli predstavljati populaciju "propalih" galaksija. Iako je ekspanzivan, takav neuspjeh pokretanja galaksija mogao je započeti s nedovoljnim količinama normalne tvari, ili je nekako izgubio, što je ugušilo nastajanje novih zvijezda.

Pretpostavljajući da je to slučaj, populacija difuznih galaksija Coma Clustera može biti suprotnost galaksijama kao što je Malin 1. Oni u potonjoj klasi galaksija s malim površinskim osvjetljenjem su čudno plavkasto boje, zahvaljujući na prisutnost novo izrađenih zvijezda koje su azurno u boji. Ove galaksije mogu biti kozmičke kasne procvate, vrsta polagano razvijajuće galaksije koja sad proizvodi beskrajne zvijezde, milijarde godina nakon Mliječnog puta, a drugi su prošli kroz vrhunac razdoblja zvijezde. Uhićeni razvoj, kao u Comi, ili odgođeni razvoj à la Malin 1 - bilo koji način, svemirske slabe galaksije ne dolaze u mrežu s konvencionalnom teorijom.

Crveni kvadrati označavaju mjesto 47 zamagljenih galaksija u Coma Clusteru.

P. van Dokkum i sur. / Astrophysical Journal Letters / vol. 798, br. 2. siječnja, 7. siječnja 2015

Dim galaksije također bi mogle prisiliti ponovno razmotriti kozmičku strukturu velikih razmjera i njegov odnos prema tamnoj tvari. Prva teorizacija 1930-ih, tamna materija ne emitira nikakvu svjetlost, iznevjerujući njegovo postojanje jedino kroz gravitaciju. Njegov pravi identitet ostaje misterij, ali astronomi znaju da broje redovitu materiju od 5 do 1 i djeluje kao gravitacijska ljepila koja drži galaksije zajedno. Prema nedavnim istraživanjima, zamagljene galaksije poput onih čudno izdržljivih u Comama izgledaju gotovo u cijelosti od toga. Astronomi sumnjaju da galaksije počinju kao akumulacije tamne materije u ranom svemiru koji su djelovali kao sjemenke za normalnu materiju.

Dok se svemir proširio, ti tamni materijalni sjemenki proširili su se na "kozmički web", koji povezuje galaksije na najgušćim točkama tankih vlakana tamne materije. Ako smo vidjeli samo najsvjetlije galaksije u svemiru, nemamo punu sliku o tome kako su materija i tamna materija doista raspodijeljena. "Galaksije niske površinske svjetlosti jedna su od ključeva da shvatimo kako izgleda nejasnoća kozmičkog weba", kaže NRAO O 'Neil. "Pomoći će nam da shvatimo kako je svemir doista postao ono što jest."

Konačno, dopuštajući pravilniju obradu materije sadržaja svemira, mračne galaksije također bi mogle pomoći u rješavanju dugogodišnjeg "nedostajućeg problema baryona". Premda nekoliko kozmologa ozbiljno sumnja u to da je normalna tvar, napravljena od čestica koje se nazivaju bariononima, samo oko 5 posto cjelokupnog svemirskog ukupnog proračuna za masovnu energiju, ono što vidimo je još samo pola onoga što očekujemo. "Moglo bi postojati pakao nedostaje puno stvari", kaže Disney, "i to bi moglo biti u obliku skrivenih galaksija."

Scanner Darkly

Te slike pokazuju Dragonflyu jasnu detekciju objekata i njihovu potvrdu kao difuzne objekte koji su snimili mnogo veći teleskop Kanada-Francuska-Havaji.

P. van Dokkum i sur. / Astrophysical Journal Letters / vol. 798, br. 2. siječnja, 7. siječnja 2015

Sve više, astronomi su, u smislu, vidjeli mrak. U srpnju 2016. godine tim je priopćio kako je pronašao humongoznu spiralnu galaksiju s malom površinom, koja je prvi otkrivena za suparnika Malinove veličine. U međuvremenu, Van Dokkum proširuje Zvjezdani telefoto sustav telefona kako bi iskopao još tajne galaksije. Stony Brook 's Koda je optimističan. "Bit će puno otkrića u svemiru svjetline niske površine", kaže on, "jer mnogi ljudi sada gledaju u nju i pokušavaju razviti nove tehnike kako bi pronašli ono što je tamo."

Disney, za jednu, misli da je ogromna promatračka kampanja s nadograđenim VLA u Novom Meksiku mogla konačno dati nam ruku o istinskom stanovništvu nevidljivih galaksija. Neke mračne galaksije, poput onih u koma, ali s još manje vodika, bit će oštrije da bi se uvučile u križ. Dok je Bothun skeptičan da ljudska tehnologija može ikada otkriti najmračnije od galaksija, uvjeren je da su tamo. "Logičko proširenje galaksije male površine svjetlosti je tamna galaksija", kaže on. "Nema razloga misliti da ne postoje."

Gledajući unatrag o neuspjelim radijskim opažanjima na prijelazu tisućljeća, Disney želi nadoknaditi izgubljeno vrijeme i nastaviti tražiti neugodne galaksije fantomskog svemira. "Ja sam bio osoba koja je učinila više da se pogrešno shvati od bilo koga", kaže Disney. "Doslovno sam provela 40 godina života na ovom, i želim znati odgovor, na ovaj ili onaj način."

Disney smatra da je to pravi dar da mi zemljaci možda jednoga dana budu toliko sretni da gledaju kozmos, preplavljeni kao što smo na suncu i zvjezdanom svjetlu. "U takvom svjetlu, " kaže Disney, "to je čudo što možemo uopće učiniti astronomiju."


Zanimljivi Članci

Donatorske srce udaranje

Donatorske srce udaranje

Donirska nabava srca za transplantaciju srca Shutterstock 1968. godine trinaest muškaraca okupilo se na Medicinskom fakultetu u Harvardu kako bi praktički poništio 5.000 godina proučavanja smrti. U tromjesečnom razdoblju, odbor Harvarda (puni naziv: Ad Hoc Odbor Harvard Medical School za ispitivanje definicije smrti mozga) izradio je jednostavan skup kriterija koji danas dopuštaju liječnicima da proglase mrtvu osobu u manje vremena nego što je potrebno da biste dobili pristojan ispit oka. Korist

Potaknuti raznolikost baze podataka, 23andMe nudi besplatno testiranje genoma na 10.000 afričkih Amerikanaca

Potaknuti raznolikost baze podataka, 23andMe nudi besplatno testiranje genoma na 10.000 afričkih Amerikanaca

Kad ljudi govore o tome kako testiranje genetike postavlja put za personaliziranu medicinu, postoji podtekst koji nije uvijek jasno: to je personalizirana medicina za sjeverne Europe i njihove potomke. Ne-bijelci su iznimno slabije zastupljeni u većini kolekcija genoma, što znači da ako ste azijski ili afrički, teško je reći što genetske predispozicije možda imate u određenim bolestima ili kako ćete reagirati na lijekove koji ciljaju određene oblika enzima, na primjer. To takođe

Što jesti kako bi izbjegli dah češnjaka.

Što jesti kako bi izbjegli dah češnjaka.

Češnjak! Tako ukusna, ali tako smrdljiva. Ako bi bilo samo hrane, možete jesti nakon češnjaka kako biste ugasili smrad. Pa, prema ovoj studiji postoje. Ti su znanstvenici najprije razvili automatiziranu metodu za otkrivanje češnjaka, a zatim je upotrijebio to da "udahnu" dah sudionika nakon jedenja češnjaka, nakon čega slijedi raznovrsna hrana. Rezultat

Miješanje Magma u trenutačnoj erupciji El Hierro

Miješanje Magma u trenutačnoj erupciji El Hierro

Pauza je gotova! Prvo ažuriranje gleda na nastavak aktivnosti na El Hierro na Kanarskim otocima nastavlja. "Jacuzzisi" ustrajati na jugu otoka (vidi dolje) s nekim pokazateljima da bi mogli biti bliže obali nego prije - međutim, oni još uvijek ne izgledaju kao da su u vodi dovoljno plitke ili dovoljno žustro da aktivnost bude Surtseyan u prirodi. Mno

Vaš tjedni attenborough: Euptychia attenboroughi

Vaš tjedni attenborough: Euptychia attenboroughi

Mala, uočena i dunja bljesak krila u Amazonu suncu. Ogrlica u otajstvu do 2015 Euptychia attenboroughi ne znači da se vidi. Otrgnuta od tangles džungle podgrowth na pločastu pločicu, lepidopterističku zakletvu. Attironboroughov crnokil satir, Bog šuma, leptir, to zapravo nije važno. Crne točke izazivaju strah kada je opasnost blizu ili samo sijati zbunjenost, to nije sasvim jasno. Njegov

Alzheimerova bolest uključuje prion poput širenja oštećenih proteina

Alzheimerova bolest uključuje prion poput širenja oštećenih proteina

Prioni su zlikovci dostojni bilo kakve stripove. Oni su zarazni štetni proteini koji mogu pretvoriti svoje normalne vršnjake u njihove vlastite iskrivljene slike s dodir. Kako brojevi rastu, okupljaju se u velikim skupinama i uništavaju tkivo mozga. Oni uzrokuju bolesti poput ludog krave, Creutzfeld-Jacobova bolest (CJD) i scrapie. I