Saskaņā ar visplašāk pieņemtajiem kosmoloģiskajiem modeļiem pirmās galaktikas sāka veidoties pirms 13 līdz 14 miljardiem gadu. Nākamo miljardu gadu laikā parādījās kosmiskās struktūras, par kurām mēs visi esam iepazinušies. Tajos ietilpst tādas lietas kā galaktiku kopas, superklasteri un pavedieni, bet arī tādas galaktiskas funkcijas kā globālo kopas, galaktikas izliekumi un supermasīvie melnie caurumi (SMBH).
Tomēr, tāpat kā dzīvie organismi, kopš tā laika galaktikas turpina attīstīties. Faktiski savas dzīves laikā galaktikas visu laiku uzkrājas un izvada masu. Nesenajā pētījumā starptautiska astronomu komanda aprēķināja Piena Ceļa materiāla pieplūduma un aizplūšanas ātrumu. Tad labi astrobītu ļaudis to labi sadalīja un parādīja, cik būtiska tā ir mūsu izpratnei par galaktiku veidošanos un evolūciju.
Pētījumu vadīja ESA astronoms Dr. Endrjū Dž. Fokss, un tajā piedalījās Kosmosa teleskopa zinātnes institūta (STScI) Piena Ceļa Halo pētījumu grupas un vairāku universitāšu pārstāvji. Balstoties uz iepriekšējiem pētījumiem, viņi pārbaudīja ātrumu, ar kādu gāze ieplūst Piena ceļā un iziet no apkārtējiem ātrgaitas mākoņiem (HVC).
Tā kā materiāla pieejamība ir zvaigžņu veidošanās atslēga galaktikā, ir svarīgi zināt, cik strauji tas tiek pievienots un zaudēts, lai izprastu, kā laika gaitā attīstās galaktikas. Un kā Maikls Folejs no
Saskaņā ar šo modeli masīvākās zvaigznes galaktikā rada zvaigžņu vēju, kas izvada materiālu no galaktikas diska. Dodoties supernovā dzīves ilguma beigās, viņi tāpat izdzen lielāko daļu sava materiāla. Pēc tam šis materiāls laika gaitā atkal nonāk diskā, nodrošinot materiālu jaunu zvaigžņu veidošanai.
"Šie procesi ir kopīgi pazīstami kā" zvaigžņu atsauksmes ", un tie ir atbildīgi par gāzes izspiešanu no Piena ceļa," sacīja Folejs. Citiem vārdiem sakot, Piena ceļš nav izolēts materiāla ezers; tas ir rezervuārs, kas gravitācijas un zvaigžņu atsauksmes dēļ pastāvīgi iegūst un zaudē gāzi. ”
Turklāt jaunākie pētījumi parādīja, ka zvaigžņu veidošanās var būt cieši saistīta ar supermasīvā melnā cauruma (SMBH) lielumu galaktikas kodolā. Būtībā SMBH izdala milzīgu enerģijas daudzumu, kas var sildīt
Zvaigžņu veidošanās ātruma noteikšanai galvenais ir materiāla plūsmas ātrums galaktikā un no tās. Lai aprēķinātu ātrumu, kādā tas notiek Piena Ceļā, doktors Fokss un viņa kolēģi izmantoja datus no vairākiem avotiem. Kā Dr. Fox pa e-pastu teica Space Magazine:
“Mēs ieguvām arhīvu. NASA un ESA uztur visu Habla kosmiskā teleskopa datu labi veidotus arhīvus, un mēs izgājām visus fona kvazāru novērojumus, kas tika ņemti ar Kosmisko izcelsmju spektrogrāfu (COS), jutīgu Habla spektrogrāfu, ko var izmantot ultravioletā starojuma analizēšanai no tālu avoti. Mēs atradām 270 šādus kvazārus. Pirmkārt, mēs izmantojām šos novērojumus, lai izveidotu ātri pārvietojošos gāzes mākoņu katalogu, kas pazīstami kā liela ātruma mākoņi (HVC). Tad mēs izstrādājām metodi HVC sadalīšanai ieplūstošās un aizplūstošās populācijās, izmantojot Doplera maiņu. ”
Turklāt nesen veiktais pētījums parādīja, ka Piena ceļš ir pasliktinājies pirms apmēram 7 miljardiem gadu - tas ilga apmēram 2 miljardus gadu. Tas bija triecienviļņu rezultāts, kas izraisīja starpzvaigžņu gāzes mākoņu karsēšanu, kas īslaicīgi apturēja aukstās gāzes plūsmu mūsu galaktikā. Laika gaitā gāze atdzisa un sāka atkal ieplūst, izraisot zvaigžņu veidošanās otro kārtu.
Pēc visu datu apskatīšanas Fokss un viņa kolēģi varēja ierobežot ieplūdes un aizplūšanas ātrumu šai mūsu galaktikai:
“Pēc tam, kad tika salīdzināti ieplūstošās un izplūstošās gāzes likmes, mēs atradām pārpalikumu, kas ir laba ziņa nākotnes zvaigžņu veidošanai mūsu Galaktikā, jo ir daudz gāzes, kuras var pārveidot par zvaigznēm un planētām. Mēs izmērījām apmēram 0,5 saules masas gadā pieplūduma un 0,16 saules masas gadā izplūdes, tātad ir neto pieplūdums. ”
Tomēr, kā norādīja Folejs, tiek uzskatīts, ka HVC dzīvo tikai apmēram 100 miljonu gadu laikposmā. Tā rezultātā nevar gaidīt, ka šī neto ieplūde ilgs bezgalīgi. "Visbeidzot, viņi ignorē HVC, par kuriem zināms, ka tie atrodas struktūrās (piemēram, Fermi burbulīšos), kas neizseko ieplūstošo vai izplūstošo gāzi," viņš piebilst.
Kopš 2010. gada astronomi ir zinājuši par noslēpumainajām struktūrām, kas veidojas mūsu galaktikas centrā, kas pazīstams kā Fermi burbuļi. Šīs burbuļiem līdzīgās struktūras sniedzas tūkstošiem gaismas gadu, un tiek uzskatīts, ka tās ir SMBH patērētās starpzvaigžņu gāzes un atraujošo gamma staru rezultāts.
Tomēr pa to laiku rezultāti sniedz jaunu ieskatu par to, kā veidojas un attīstās galaktikas. Tas arī atbalsta jauno “aukstās plūsmas uzkrāšanos” - teoriju, ko sākotnēji ierosināja prof. Avishai Dekel un kolēģi no Jeruzalemes Ebreju universitātes Račas Fizikas institūta, lai izskaidrotu, kā galaktikas veidojas apkārtējā telpā.
Šie rezultāti parāda, ka tādas galaktikas kā Piena ceļš neattīstās a
Vēl viens interesants šī pētījuma fragments ir fakts, ka tas, kas attiecas uz mūsu Piena ceļu, attiecas arī uz zvaigžņu sistēmām. Piemēram, mūsu Saules sistēma laika gaitā ir pakļauta arī materiāla pieplūdumam un aizplūšanai. Tādi objekti kā 'Oumuamua un jaunākie 2I / Borisov apstiprina, ka asteroīdi un komētas tiek izmestas no zvaigžņu sistēmām un regulāri tiek izlaupītas.
Bet kā ar gāzi un putekļiem? Vai mūsu Saules sistēma un (pēc paplašināšanās) planēta Zeme laika gaitā zaudē vai pieņemas svarā? Un ko tas varētu nozīmēt mūsu sistēmas nākotnei un
“Faktiski no meteorītu taku satelītnovērojumiem tiek lēsts, ka katru dienu Zemei uzbrūk apmēram 100–300 tonnas (tonnas) materiāla. Tas gadā rada aptuveni 30 000–100 000 tonnu. Tas varētu šķist daudz, bet vairāk nekā miljona gadu laikā tas sastādītu tikai mazāk nekā miljardu procentus no visas Zemes masas. ”
Tomēr, kā viņš turpina izskaidrot, Zeme arī regulāri zaudē masu, izmantojot vairākus procesus. Tie ietver materiāla radioaktīvo sabrukšanu Zemes garozā, kas noved pie enerģijas un subatomiskajām daļiņām (alfa, beta
Uz zemes tas šķistu kā tīrie zaudējumi apmēram 10 000 vai vairāk tonnu gadā. Turklāt mikrobiologs / zinātniskais komunikators Dr. Kriss Smits un Kembridžas fiziķis Deivs Ansels 2012. gadā lēsa, ka Zeme gadā no kosmosa iegūst 40 000 tonnu putekļu, savukārt atmosfēras un citu procesu rezultātā tā zaudē 90 000 tonnu gadā.
Tātad, iespējams, ka Zeme kļūst gaišāka ar ātrumu 10 000 līdz 50 000 tonnu gadā. Tomēr materiāla pievienošanas ātrums šajā brīdī nav pietiekami ierobežots, tāpēc iespējams, ka mēs varam sabojāt līdzsvaru (lai arī varbūtība, ka Zeme iegūst masu, šķiet maz ticama). Runājot par mūsu Saules sistēmu, situācija ir līdzīga. No vienas puses, starpzvaigžņu gāze un putekļi
No otras puses, mūsu Saule - kas veido 99,86% no Saules sistēmas masas - laika gaitā arī noārda masu. Izmantojot NASA zondes MESSENGER apkopotos datus, NASA un MIT pētnieku komanda secināja, ka Saule zaudē masu Saules vēja un iekšējo procesu dēļ. Pēc Astronomijas jautājuma, tas notiek ar ātrumu 1,3245 x 1015 tonnu gadā, kaut arī Saule vienlaikus izplešas.
Tas ir satriecošs skaitlis, bet, tā kā Saules masa ir aptuveni 1,9885 × 1027 tonnu. Tātad saule ne mirkli nemirkšķinās drīz. Bet, zaudējot masu, tā gravitācijas ietekme uz Zemi un citām planētām mazināsies. Tomēr, līdz mūsu saule sasniegs galvenās secības beigas, tā ievērojami paplašināsies un varētu ļoti labi norīt Merkura, Venēras, Zemes
Tātad, kaut arī mūsu galaktika paredzamā nākotnē varētu iegūt masu, izskatās, ka mūsu Saule un pati Zeme lēnām zaudē masu. Tas nav jāuzskata par sliktām ziņām, bet tam ilgtermiņā ir ietekme. Pa to laiku tas ir sava veida pamudinājums zināt, ka pat vissenākie un vismasīvākie objekti Visumā ir pakļauti izmaiņām kā dzīvās radības.
Neatkarīgi no tā, vai mēs runājam par planētām, zvaigznēm vai galaktikām, tās dzimst, dzīvo un mirst. Un pa vidu viņiem var uzticēties, lai uzliktu vai pazaudētu dažas mārciņas. Aplis
