gov-civil-vilareal.ptSlaget om bulene: Har astronomer tatt feil om spiralgalakser hele denne tiden?
>Noen store nyheter fra Galaxy Zoo : Det ser veldig ut som et klassisk klassifiseringsopplegg for galakser - først drømt av Edwin Hubble selv! - Det kan være feil. Konsekvensene av dette er like dramatiske som de er kosmiske: Det betyr veldig sterkt at måten vi har tenkt på hvordan galakser danner og vedlikeholder spiralarmer, også er feil. I stedet for å være semi-permanente trekk ved galakser, kan de i stedet faktisk avvikle seg, forsvinne og reformere igjen!
Wow. Dette er en veldig stor avtale.
Klassifisering er et naturlig første skritt når du har en samling objekter og du prøver å finne dem ut. Hvis du kan sortere dem på en eller annen måte, kan du begynne å få innsikt i dem. Når astronomer begynte å montere kameraer på store teleskoper på slutten av 1800- og begynnelsen av 1900 -tallet, fant de ut at galakser - som for det meste ser ut som små fuzzy flekker for øyet - har et svimlende utvalg av former. Men de falt i fire brede kategorier : elliptisk, spiralformet, uregelmessig og særegen.
Spiralgalakser (de med spiralarmer) hadde to hovedkomponenter: selve armene og en sentral bule av stjerner som armene så ut til å stamme fra. Videre så det ut til å være et spekter av disse galaksenes former, fra små buler til store. Galakser med store sentrale utbulinger hadde tettviklede spiralarmer, mens de med mindre utbulinger hadde mer åpne armer. Hubble og teamet hans klassifiserte dem også på denne måten, med førstnevnte kalt Sa og sistnevnte Sc -galakser, med Sb -galakser mellom de to. Dessuten hadde Sa-galakser en tendens til å ha velformede sammenhengende armer, og Sc-en har klumpete, mindre veldefinerte armer.
dagbok for en fantastisk vennlig gutt: rowley jeffersons dagbok
Det var også en tredje struktur, kalt en stang, som ser ut som en rektangulær eller pastillformet funksjon på tvers av midten av galaksen. Disse kalles sperrede spiraler, og de så ut til å ha de samme strukturene som vanlige spiraler ellers, så de ble kalt Sba til Sbc.
Hubble Tuning Fork -diagram klassifiserer galakser i henhold til form og struktur. Spiralgalakser går fra store buler og stramme armer til små buler med vidt kastede armer (med en parallell rad for sperrede spiraler). Men nytt arbeid viser at dette diagrammet kan være foreldet. Kreditt: Karen Masters, Sloan Digital Sky Survey
Hubble Tuning Fork -diagram klassifiserer galakser i henhold til form og struktur. Spiralgalakser går fra store buler og stramme armer til små buler med vidt kastede armer (med en parallell rad for sperrede spiraler). Men nytt arbeid viser at dette diagrammet kan være foreldet. Kreditt: Karen Masters, Sloan Digital Sky Survey
Hubble laget det som ble kalt stemmegaffeldiagrammet for å beskrive alt dette. På den ene siden var elliptiske galakser, som varierte fra sirkulære (kalt E0) til mer strukket (opp til E7). Disse ble gaffelstammen, med de to tindene som spiralene fra Sa til Sc på den ene og de sperrede spiralene på den andre.
Det har vært andre måter å gjøre dette på, men Hubbles stemmegaffel har vært mer eller mindre standarden i et århundre nå. Det har gjort en anstendig jobb, men det har vært noen galakser som ikke passer til mønsteret. For eksempel kan en ha en liten bule, men stramme armer, eller en annen med en stor bule og ganske åpne armer. Hvis det er en galakse som ikke passet helt, brukte astronomer vanligvis armstrukturen for å plassere den i diagrammet.
Nå, men nye observasjoner har kastet en ape i skiftenøkkelen med alt dette . Disse galakser er ikke unntaket. De er regelen.
NGC 1398, en sperret spiralgalakse som ganske enkelt er nydelig. Kreditt: AT
fyre den største festen som aldri har skjedd
NGC 1398, en sperret spiralgalakse som ganske enkelt er nydelig. Kreditt: AT
Dette kommer fra Galaxy Zoo , et 'borgervitenskap' -prosjekt som lar publikum lage enkle analyser av virkelige data. For eksempel gir moderne undersøkelser av himmelen så mye data at det er umulig for bare noen få astronomer å sette seg ned og slipe gjennom dem. Imidlertid viser det seg at ikke-astronomer kan gjøre en ganske pålitelig jobb med visse analyseoppgaver, for eksempel å se på et bilde av en spiralgalakse og avgjøre om armene er tett såret eller mer åpne. Studier har vist at hvis nok folk går over dataene, er resultatene totalt sett (når de blir sjekket av fagfolk) ganske nøyaktige. Arbeidet er faktisk morsomt, og innebærer bare et enkelt webgrensesnitt.
I dette tilfellet presenterte Galaxy Zoo mennesker data fra Sloan Digital Sky Survey. Mer enn 250 000 store, lyse galakser ble overvåket av 160 000 mennesker, som svarte på enkle spørsmål om dem. Selv de enkleste resultatene er viktige; for eksempel fant de ut at 92% av de galakser som er klassifisert er spiralformede eller elliptiske, mens de resterende 8% er uregelmessige eller særegne. Med en gang forteller det oss noe om store, lyse galakser!
Men det er oppfølgingene der ting ble interessante. Når en delmengde av spiralgalakser (de som hadde egenskaper som var lettere å identifisere) ble klassifisert i henhold til deres bule størrelse og spiralarmvind (det astronomer kaller stigningsvinkel ), fant de nesten ingen sammenheng mellom de to!
Det er en svak korrelasjon i at galakser med store buler har en tendens til å favorisere å ha mer tett sårede armer, men det var på ingen måte regelen. Og det ble funnet at galakser med mindre utbulinger hadde armer over spekteret, fra tett sår til fjerntliggende.
hvor lang tid tar det å manifestere en bestemt person
Dette flyr foran Hubble -stemmegaffeldiagrammet. Og det blir bedre: De fant også ut at galakser med stolper har en tendens til å ha mer åpne armer. Dette forteller oss noe viktig om hvordan spiralgalakser dannes og utvikler seg over tid. Men hva?
Den spektakulære spiralgalaksen M61, observert av 8,2 meter Very Large Telescope. Kreditt: AT
Den spektakulære spiralgalaksen M61, observert av 8,2 meter Very Large Telescope. Kreditt: AT
Du tror kanskje spiralarmer dannes fordi stjerner på grunn av tyngdekraften nærmer seg midten av galaksen raskere enn stjernene lengre ut, så et spiralmønster dukker opp naturlig. Men det er et problem med dette: Over tid vil dette avvikle armene og ødelegge strukturen. Tanken var at vi ser så mange galakser med armer at det ikke kan være slik ting fungerer.
Så astronomer kom på en idé kalt tetthetsbølgehypotesen. Spiralarmer er ifølge dette mer som trafikkork av stjerner og gass i en galakse. Et trafikkork på en vei kan vedvare lenge, selv om enkeltbiler beveger seg inn og ut av dem. Spiralarmer ble antatt å være den kosmiske ekvivalenten, hvor bølger av spiraltetthet dannes på grunn av den kompliserte fysikken i tyngdekraften til en galaktisk skive. Stjerner beveger seg inn og ut av dem, men selve bølgen vedvarer. På denne måten kommer ikke armene opp over tid.
Dette er det grunnleggende paradigmet astronomer bruker, og utallige artikler har blitt publisert om det ... men disse nye resultatene viser at dette kanskje ikke er riktig. Denne tetthetsbølgeideen er basert på stemmegaffeldiagrammet, der armer og buler er sterkt beslektede; fysikken i tetthetsbølgen forbinder spiralarmene på noen måter med buestørrelsen. Men funnene i Galaxy Zoo viser at noe annet er på gang, siden armene generelt ikke ser ut til å bry seg altfor mye om bulenes størrelse.
Det astronomene som har ansvaret for prosjektpostulatet er at spiralarmer dannes på grunn av en eller annen forstyrrelse i galakseskiven (omtrent som hvordan tetthetsbølgehypotesen sier at de også dannes), men mønsteret er ikke nødvendigvis vedvarende. I stedet kan armene ende opp og bli strammere over tid. På et tidspunkt blir mønsteret ødelagt, armene forsvinner, og deretter starter prosessen på nytt.
betydningen av 6666 nummer
Dette vil forklare oppførselen de ser i dataene. Selv om de ikke dykker ned i dette, postulerer de også at en sentral bar på en eller annen måte bremser denne prosessen, siden sperrede galakser har en tendens til å ha mer åpne armer. Tilkoblingen der er ikke forstått ennå.
Så hvordan savnet Hubble alt dette? Enkelt: Han og teamet hans hadde et svært begrenset utvalg av galakser å se på. De hadde rett og slett ikke nok prøver til å trekke sterke konklusjoner. Moderne undersøkelser har tusenvis eller til og med millioner av galakser i seg, noe som gir langt bedre statistisk analyse.
Det er morsomt for meg; Vi har brukt Hubbles diagram i alle disse tiårene, og grunnen til at dette har vært savnet for den tiden er ironisk nok så mye data! Det tok Galaxy Zoo og den enorme mengden av deltakere for å kunne sile gjennom disse dataene og tildele små mengder til hver person. Selv datamaskiner gjør ikke en perfekt jobb, siden de pleier å være programmert med våre egne forutinntatte forestillinger om klassifisering. Borgerforskere jobber ikke under den byrden, og står fritt til å finne nye ting.
Vær oppmerksom på at dette bare er det første trinnet i en ny retning. Ideen om at spiralarmer avvikles har eksistert i det astronomiske samfunnet en stund og blitt populær, men dette er et betydelig løft for det. Nå må proffene komme inn og finne ut fysikken, og forklare observasjonene på måter de ikke hadde gjort før.
Det er spennende. Hvilke nye ting vil de oppdage, prosesser som ennå ikke var vurdert som fungerer på skalaer på titalls og hundretusenvis av lysår?
Som forfatterne påpeker, selv etter godt et århundre med å studere spiralarmer i galakser, er det fortsatt grunnleggende ting om dem vi ikke forstår. Forhåpentligvis er dette et stort skritt mot å fikse det.
