Dela med sig:
10 Galaktiska Mysteries Of The Milky Way
Rymden är full av mysterier. Från de frågor som vi ännu har att svara om stjärnor till planeter och månar i vårt eget solsystem, är det mycket att räkna ut med våra teleskop. Ännu är några mysterier på en ännu större skala, och följande är bokstavligen galaktiska.
10Solvplatsen
Stjärnor som vår sol är födda i kluster med andra liknande stjärnor. Dessa stellar syskon bildar sig från samma gasmoln, och så har de samma kemiska sammansättning. Ändå har vi granskat 100 000 stjärnor inom 325 ljusår av jorden och fann bara två som är nära matchen mot solen. Vår sol är ensam, vilket betyder att den antingen sparkades ut eller drev ut ur sitt kluster för 4,5 miljarder år sedan.
En bra kandidat för sin födelseort var Messier 67, ett kluster i cancerkonstellationen runt 2900 ljusår bort. Stjärnorna där är en liknande ålder, temperatur och kemi till vår sol. Men astrofysiker från National Autonomous University of Mexico gjorde simuleringar under 2012 och fann att M67 helt enkelt inte fungerade.
Solen skulle ha behövt en osannolik inriktning av flera massiva stjärnor för att sparka ut det, och den nödvändiga hastigheten skulle ha rivit isär planetskivan och håller jorden från någonsin att bilda. Dessutom är den vertikala bobbing av M67 i det galaktiska planet fem gånger större än solens, och de borde vara desamma.
Det är möjligt att Suns kluster helt enkelt inte existerar, och alla kusinerna har försvunnit. En annan hypotes är att den kom från närmare mitt i galaxen, där många solstjärnor finns.
Den bästa chansen att räkna ut svaret är den europeiska Gaia-satelliten. Gaia lanseras 2013 och kartlägger kemisk smink av en miljard stjärnor. Uppdraget kommer att slutföras senast 2018 och kommer att ge oöverträffad kunskap om galaxens utveckling.
9Waves Made Of Stars
Upptäckter i astronomi görs ofta inte bara genom att titta igenom ett teleskop och se vad som finns där. Ibland producerar ett observatorium en stor mängd data från en bit av himlen, och forskare tar år att dra slutsatser av informationen. Sloan Digital Sky Survey är ett sådant projekt. Med hjälp av ett teleskop i New Mexico har det spenderats det senaste decenniet med 930 000 galaxer, 120 000 kvasar och nästan en halv miljon stjärnor i Vintergatan.
Med hjälp av dessa data märkte ett team av astronomer något om den vertikala fördelningen av stjärnor. Dessa klumpar ofta samman, och laget märkte ett mönster på 300.000 stjärnor som liknar en ljudvåg. De myntade termen "kosmoseismologi" för deras papper, vilket tyder på att något hade orsakat galaxen att "ringa som en klocka".
Den mest troliga förklaringen är att något kolliderade med och passerade genom vår galax under de senaste 100 miljoner åren. Forskarna kunde inte peka på vad-det kan ha varit en dvärggalax eller möjligen en mörk materiellstruktur. Det kan ha varit flera händelser, och de noterar även att vågan kan vara resultatet av något pågående.
Återigen hoppas forskarna att de miljarder stjärnor som kartläggs av Gaia kommer att ge svar. De misstänker att det kan finnas ett rikt mönster av vågstrukturer dolda i hela galaxen, vilket öppnar ett helt nytt fönster i sin historia.
8High-Velocity Clouds
Höghastighetsmoln (HVC) upptäcktes 1963. Dessa samlingar av interstellär gas rör sig i olika hastigheter och riktningar mot Vintergatan rotationen, av minst 50 km (32 mi) per sekund. De är mestadels gjorda av väte och tros falla i galaxen från intergalaktiskt utrymme. Varifrån de kommer ifrån, är dock ännu inte löst.
Jan Oort, en av upptäckten av molnen, föreslog att gasen är en rest av galaxens bildande. En annan förklaring är att gas som sprutas ut från Vintergatan faller tillbaka som en galaktisk fontän. Om så skulle vara fallet skulle den stigande gasen vara svår att upptäcka på grund av allt annat material i vägen.
Materialet kan komma från föremål i omlopp runt vår galax. Ett sådant objekt är Complex H, en liten galax, som tros vara i en retrograd omlopp runt Vintergatan. När den rör sig utsöndrar den gas på vår galax.
En HVC, Smiths Cloud, rör sig mot Mjölkets skiva runt 73 kilometer (45 mi) per sekund och kommer att slå samman med vår galax på cirka 27 miljoner år. Dess banan föreslår att den redan passerade Väggen för 70 miljoner år sedan. Detta borde ha rivit molnet ifrån varandra, och forskare tror att en halo av mörk materia kan ha hållit den tillsammans.
7Magellanic Clouds
Magellanic Clouds är följeslag galaxer till Vintergatan, upptäckt under Ferdinand Magellans banbrytande resa runt om i världen på 1500-talet. Stora Magellanic Cloud är 14.000 ljusår över och omkring 160.000 ljusår från jorden. Den lilla Magellanic Cloud är halva diametern på sin kusin men 30 000 ljusår längre bort. För jämförelse är Vintergatan 140 000 ljusår över.
Molnen är 13 miljarder år gammal och trodde att bana Milky Way. Men mätningar som tas av Hubble föreslår att de flyttar dubbelt så fort som vi ursprungligen trodde. Om så är fallet, bör Vintergatan inte vara massivt nog för att hålla dem i omlopp. Att bestämma om de är i omlopp har blivit ett nytt mysterium. Om de är, skulle det betyda att Vintergatan kunde vara dubbelt så massivt som tidigare trodde.
Oavsett om molnen är här för att stanna eller bara gå förbi, lockar de massor av mysterium. Forskare har nyligen löst en fyra-decennium lång fråga om källan till Magellanic Stream, ett band av gas som sträcker sig halvvägs runt Vintergatan.De upptäckte att det mesta kom från det mindre molnet, även om syrgas och svavelhalter i nyare områden matchar det större molnet.
År 2007 plockade Australiens Parkes-teleskop upp en strålning av radiovågor när man undersökte det lilla molnet. Kraften bakom sprängan indikerar en extrem händelse, till exempel en kollision av neutronstjärnor eller död av ett svart hål. Det kom nästan säkert från längre bort än molnet, men dess exakta källa är fortfarande ett pussel.
6Galaxy X
Den mest populära astronomiska konspirationsteorin är existensen av "Planet X." Det föreslår att en planet Jupiter-storleken kretsar solen på en ojämn omlopp, som i hemlighet spåras av NASA. Även om det finns många problem med den tanken, finns det en mycket verklig möjlighet att det finns "Galaxy X". Det är en dvärggalax på motsatta sidan av Vintergatan till oss, som vi inte kan se på grund av gasen och damm i vägen. Galax X skulle vara upp till 85 procent mörk materia.
UC Berkeley teoretisk astronom Sukanya Chakrabarti leder jakten. Hon har utvecklat en metod för att hitta mörka galaxer genom att undersöka krusningar i fördelningen av vätegas i spiralgalaxer. Vätgasen sträcker sig upp till fem gånger längre ut från galaxens mitt än området som är befolket med stjärnor, och så kretsande galaxer kommer att göra krusningar i gasen.
Chakrabarti förutspår att Galaxy X kommer att ha en massa runt ett hundraedel av Vintergatan. Metoden för att hitta den dolda galaxen har testats på andra galaxer med en känd följeslagare och kan hitta kroppar bara en tiondel så massiv som även det.
5Lithiumproblemet
Litiumproblemet är en av kosmologins långvariga nigglar. Litium är det tredje ljusaste elementet i universum, efter väte och helium, och modeller av Big Bang förutsäger vilka nivåer av de element som vi borde förvänta oss att hitta. Dessa modeller fungerar för allt utom litium.
I Mjölkets äldsta stjärnor finns isotopen litium-7 på ungefär en tredjedel av de förväntade nivåerna. Litium-6 framträder med ungefär 1000 gånger för mycket, även om det är mycket svårare att räkna.
Ingen förklaring har fungerat. Potentiella svar kasta bort mängderna av andra element. Och problemet har bara blivit svårare. Ett 2008 astrofysikpapper återspeglade hur kosmologerna känner sig för det med titeln En bitter pilla: Primordial litiumproblemet förvärras.
Forskning som föreslår den tidiga galaxen befolkade med mikrokvoter som fogades till eländigheterna. Dessa miniatyrsvarta hål producerar strålar av super het plasma med tillräcklig energi för att säkra väte i helium. År 2012 beräknade ett lag från Sverige och Tyskland att om 1 procent av Väggatets mikrokvoter producerade litium-7 skulle de producera samma belopp som förväntat från Big Bang. Kort sagt, mikrokvoter gör litiumproblemet dubbelt så stort.
En ny förklaring beror på förekomsten av axioner, en teoretisk mörk materiepartikel. Förutsägelser av litium-7-nivåer beror på beräkningar av mängden ljus i det tidiga universum. Detta utarbetas från den kosmiska mikrovågsugnbakgrunden, som uppträdde efter cirka 380 000 år. Axioner kunde ha svalnat fotoner under den tiden, vilket fick oss att underskatta ljusnivåerna och därmed överskatta litium-7.
Det är långt ifrån ett svar, eftersom det skulle innebära att det finns dubbelt så många neutrinor som vi för närvarande upptäckt. Dessutom är axions inte ens den ledande kandidaten för att förklara mörk materia - och kan inte existera alls.
4Galactic Warp
I många galaxer är damm och gas mellan stjärnorna koncentrerade i ett tunt skikt. Vårt Milky Way är inget undantag. "Tunn" är relativt, naturligtvis, skivan är ca 240 ljusår tjocka på sina tunnaste punkter, men det är fortfarande en liten bråkdel av galaxens bredd. Vi råkar vara inbäddade djupt i detta lager, som nästan helt består av atomvätska och helium.
Medan vissa av dessa skivor är plana, är många av dem böjda och böjda. Detta är känt som galaktisk varp. Vissa ser ut som integraltecken som används i beräkningen eller ett utdraget brev S. Vissa är U-formade, och andra har ingen symmetri alls. Flera saker kan orsaka warps. Faktum är att det verkar troligt att det måste finnas en pågående process, eftersom modeller tyder på att varv skulle naturligt vika med tiden om galaxer helt enkelt bildade sig på det sättet.
I Vintergatan är skivan platt i förhållande till galaxens plan där vi är. I en riktning svänger den norr om det galaktiska planet, medan det i motsatt riktning kurvor ner innan det kröms upp igen högt i slutet. På många sätt liknar den en våg.
Forskare från UC Berkeley kunde beskriva varpen som en kombination av tre vibrationer i skivan. Den första är en flapping vid kanterna, kombinerad med en sinusformig våg som en trums hud och en sadelformad svängning. Kombinerat ger de vår galax en anteckning 64 oktaver under mitten-C.
De tror att en sannolik förklaring är ett resultat av Magellanic Clouds plogar genom den mörka materien halo runt Vintergatan. Molnets växelverkan har tidigare diskonterats, eftersom man trodde att de saknade tillräckligt med massa för att orsaka varp. Forskarna föreslår att en vibration i halonen som molnen rör sig genom den, liknar ett skepps vaken, skulle kunna resonera genom galaxen och orsaka att disken varnar.
3D-diffusa interstellära band
Sedan dess upptäckten i 1800-talet har spektroskopi varit en av de viktigaste teknikerna inom astronomi. Det handlar om att undersöka strålningsvåglängden från föremål i rymden för att ta reda på bland annat vad de är gjorda av.Varje atom och molekyl absorberar olika våglängder av ljus. Genom att undersöka mönstren i ljus som når oss kan vi ta reda på vad det passerade igenom.
År 1922 observerade astronomen Mary Lea Heger band som matchade ingenting vi visste om. Forskare slog fast att dessa band var resultatet av något i interstellärt utrymme, men de hade ingen aning om vad.
Hundratals band har upptäckts i infraröda, ultravioletta och synliga spektrum. Orsaken till dessa diffusa interstellära band blev "det klassiska spektroskopiska problemet i 1900-talet." Böcker fylldes med spekulation och täckte "alla tänkbara former av materia". Stora kolbaserade molekyler är den mest sannolika kandidaten, och de kan innehålla mycket som 10 procent av galaxens kol.
Under 2011 hittades diffusa interstellära band för första gången i riktning mot Vintergatan. Detta ger en ledtråd: Det betyder att molekylerna tydligen kan klara den hårda miljön i vår galaxs centrum. De nya banden hittades också längre in i det infraröda spektret än någonsin tidigare.
Thomas Geballe, en astronom som arbetar på Hawaii, hoppas att de nya observationerna kan få det vetenskapliga samfundet närmare ett svar. Molekylerna kan faktiskt ge en aning om livets ursprung, eftersom banden kan komma från komplexa kemikalier som hjälpte till att frö jorden.
2Hypervelocity Stjärnor
De flesta stjärnor kretsar galaktiskt centrum på ungefär samma hastighet som vår sol, runt 230 kilometer (143 mi) per sekund. Men vissa stjärnor, runt en i varje miljard, reser tre gånger snabbare än det. De är kända som hypervelocity stjärnor. Den första upptäcktes av astronomer från Harvard-Smithsonian Center for Astrofysik 2005, men vi har sedan funnit dussintals.
Det intressanta med dem är att de rör sig så fort att de kan rymma galaxens bana helt och hållet. Den mystiska tingen om dem är källan till denna hastighet.
En av de snabbaste någonsin upptäckta, HE 0437-5439, antas ha ett komplicerat förflutet. Teorin är att ett trippelstjärnigt system passerade genom galaxens mitt, när det centrala svarta hålet rivit en stjärna ut. Det sparkade bort de andra två, som senare fusionerades i den super-hetblå jätte sprängningen ut ur Vintergatan på 2,5 miljoner kilometer per timme.
Den närmaste hypervelocity-stjärnan till jorden, LAMOST-HVS1, kan också ha startats ut genom en interaktion med det centrala svarta hålet. Men det kunde ha kommit från skivan, vilket indikerar ett mellansvart svart hål i vår galax. De är någonstans mellan supermassiva svarta hål och de av stjärnmassan. Bara en har någonsin observerats, och det finns inte i vår galax.
1Willman 1
År 2004 hittade ett team av astronomer från New York University ett ovanligt föremål när de granskade data från Sloan Digital Sky Survey. De letade efter dunkla galaxer till Vintergatan, men vad de hittade passade inte in i galaxlådan. Faktum är att gruppen av stjärnor inte passade in i någon låda alls.
Det kallades SDSSJ1049 + 5103, eller Willman 1 för kort. Den kretsar kring 120.000 ljusår från Vintergatan. Det kan vara en dvärggalax, eller möjligen ett globalt kluster, men det finns problem med båda teorierna. Globala kluster tenderar att ha flera hundra tusen stjärnor, medan Willman 1 har mindre än tusen. Det kan vara ett kluster från en mindre galax, som beskrivs av en fysiker som piggybacking in i vår galax "som en liten myt som rider in på en lopp som det i sin tur låses på en massiv hund."
Om det är en galax snarare än ett kluster, kan det kasta en nyckel i arbeten för en annan teori. Datorsimuleringar av Mjölkets ursprung tyder på att det skulle finnas hundratals mindre galaxer i närheten, men endast 20 har hittats. En förklaring till detta var att en massa på mindre än 10 miljoner soler är för liten för att producera många stjärnor, vilket gör galaxerna osynliga.
Ytterligare observation av Willman 1 föreslår att dess massa bara är en halv miljon solar, långt under den gränsen. Det är möjligt att det inte kan förekomma något för mörk materia i Willman 1, eller att det hade någon massa borttagna. Hur som helst, det är en klump av stjärnor som för närvarande ger mycket fler frågor än svar.