Delen:
10 Puzzelende Kosmische Mysteriën die we recentelijk hebben opgelost
De ontdekkingen van sterrenkundigen leiden vaak tot meer vragen zonder de vragen te beantwoorden die we al hebben. Maar in het afgelopen jaar hebben wetenschappers 10 kosmische mysteries opgelost die hen jarenlang hadden verbaasd.
10Wat is dat bizarre object in het centrum van onze melkweg?
Astronomen hebben lange tijd geprobeerd de aard van G2 te achterhalen, een onverklaard lichaam in het centrum van onze melkweg. Aanvankelijk dachten ze dat G2 een waterstofgaswolk was die op weg was naar het enorme zwarte gat in onze Melkweg. Maar G2 gedroeg zich niet als een waterstofwolk gevangen in de zwaartekracht van een zwart gat. Als dat zo was geweest, zou G2 zijn ontploft in een enorme vuurwerkshow die het zwarte gat aanzienlijk zou hebben veranderd. In plaats daarvan bleef G2 in een baan om de aarde, grotendeels onveranderd.
Een team van astronomen van de UCLA loste eindelijk de puzzel op met behulp van de geavanceerde telescopen op W.M. van Hawaï. Keck-observatorium. Door adaptieve optica compenseerden deze telescopen de vervorming van de atmosfeer van de aarde om een duidelijker beeld te krijgen van de ruimte in de buurt van het zwarte gat.
De astronomen hebben geleerd dat G2 een enorme ster is, omringd door gas en stof, waarschijnlijk voortgekomen uit de samenvoeging van een paar dubbelsterren. Zwaartekracht uit een zwart gat veroorzaakt dit type fusie en kan uiteindelijk een hele klasse van samengevoegde binaire sterren creëren vergelijkbaar met G2 dichtbij het zwarte gat. Dit type samengevoegde ster zal zich meer dan een miljoen jaar uitbreiden en uiteindelijk uiteindelijk kalmeren.
De uitdijende G2 ervaart ook 'spaghetti-ficatie', ook wel bekend als elongatie, wat een veel voorkomend verschijnsel is bij grote voorwerpen in de buurt van een zwart gat.
9Do in de buurt Dwarf-sterrenstelsels hebben de juiste spullen?
De Melkweg is het grootste sterrenstelsel in een groep sterrenstelsels verenigd door de zwaartekracht. Onze dichtstbijzijnde naburige sterrenstelsels staan bekend als dwergbolvormige sterrenstelsels. Astronomen vroegen zich af of deze nabijgelegen dwergstelsels de voorwaarden hebben om sterren te vormen zoals we zien in dwerg-onregelmatige melkwegstelsels die meer dan 1000 lichtjaar van de rand van de Melkweg zijn (maar niet door zwaartekracht gebonden zijn aan ons sterrenstelsel). Deze verre dwergstelsels bevatten grote hoeveelheden neutraal waterstofgas, dat de vorming van sterren aandrijft.
Met behulp van gevoelige radiotelescopen ontdekten astronomen dat dwergstelsels rond een bepaalde grens rond de Melkweg absoluut geen waterstofgas hebben om sterren te vormen. De Melkweg is de boosdoener - meer bepaald de halo van heet waterstofplasma rondom ons melkwegstelsel. Wanneer nabijgelegen dwergstelsels in een baan rond de Melkweg ronddraaien, pelt de druk van de snelheid van hun banen het neutrale waterstofgas van de sterrenstelsels weg. Dus deze sterrenstelsels kunnen geen sterren vormen.
8Hoeveel donkere materie is er echt?
Volgens de Lambda Cold Dark Matter-theorie, de meest recente verklaring voor de vorming van sterrenstelsels, zouden we met het blote oog verschillende grote satellietstelsels rond ons eigen Melkwegstelsel kunnen zien. Maar dat kunnen we niet.
Dus astrofysicus Dr. Prajwal Kafle van de Universiteit van West-Australië besloot te achterhalen waarom door de hoeveelheid donkere materie in de Melkweg te meten. "Sterren, stof, jij en ik, alle dingen die we zien, vormen maar 4 procent van het hele universum," zei hij. "Ongeveer 25 procent is donkere materie en de rest is donkere energie."
Met behulp van een techniek uit 1915 (voordat zelfs donkere materie werd ontdekt), meet Kafle de hoeveelheid donkere materie in onze melkweg door een gedetailleerde studie te maken van de snelheid van sterren in de Melkweg. Hij keek zelfs naar de randen van onze Melkweg. Zijn nieuwe meting toonde aan dat we 50 procent minder donkere materie in onze melkweg hebben dan astronomen ooit geloofden.
Met de nieuwe dark matter-meting van Kafle voorspelt de Lambda Cold Dark Matter-theorie dat we slechts drie satellietstelsels rondom de Melkweg zouden moeten zien. Dat is in overeenstemming met wat astronomen zien: de kleine Magelhaense wolk, de grote Magelhaense wolk en de Boogschutter-dwergsterren. Dr. Kafle loste een mysterie op dat achtervolgde astronomen zijn voor ongeveer 15 jaar.
De wetenschappers waren ook in staat om de snelheid te meten die nodig was om te ontsnappen aan de zwaartekracht van onze Melkweg - 550 kilometer (350 mijl) per seconde. Dat is 50 keer sneller dan de snelheid die een raket nodig heeft om het aardoppervlak te verlaten.
7 Wat gebeurt er in een exploderende ster?
Met behulp van radio-interferometrie (het combineren van gegevens van verschillende radiotelescopen om een duidelijker beeld te produceren), konden astronomen in december 2013 een nova zien, een exploderende ster. Hierdoor konden ze het mysterie van het creëren van gammastraling, hoogenergetische elektromagnetische straling oplossen.
Zoals Tim O'Brien van de Universiteit van Manchester uitlegde: "Een nova doet zich voor wanneer gas van een begeleidende ster op het oppervlak valt van een [stervende] witte dwergster in een binair systeem [twee sterren die om elkaar heen draaien]. Dit veroorzaakt een thermonucleaire explosie op het oppervlak van de ster, die het gas de ruimte in blaast met snelheden van miljoenen mijlen per uur. "
Soms produceert een nova een nieuwe ster, maar de explosie is moeilijk te voorspellen. Het uitgeworpen materiaal gaat naar buiten en beweegt snel langs het baanvlak van de sterren. Na een tijdje botst een nog snellere naar buiten stromende deeltjesstroom van de witte dwergster in botsing met de langzamer bewegende materie. De resulterende schok versnelt de deeltjes genoeg om gammastralen te creëren.
6Waarom is er geen gezicht aan de andere kant van de maan?
Sinds 1959, toen het Sovjet-ruimteschip Luna 3 ons voor de eerste keer de andere kant van de maan liet zien, hebben astronomen zich verbaasd over het Lunar Farside Highland Problem. Niemand kon uitleggen waarom de andere kant er zo anders uitzag dan de naar de aarde gerichte kant van de maan. De andere kant was een lappendeken van kraters en bergen, maar het had bijna geen maria (donkere gebieden bestaande uit vlakke zeeën van basalt) zoals we aan de aardzijde zien.De maria produceren het gezicht van de man in de maan.
Penn State astrofysici denken dat ze het mysterie hebben opgelost. Het gebrek aan maria aan de andere kant van de maan weerspiegelt de dikkere korst met een grotere ophoping van aluminium en calcium.
Eén theorie suggereert dat een object over de grootte van Mars ooit tegen de aarde botste. Samen met de buitenste lagen van de aarde, werd het in de ruimte uitgestoten om uiteindelijk de maan te vormen. Maar een getijdensluis tussen de aarde en de maan hield dezelfde kant van de maan altijd tegenover de gesmolten aarde. Die naar de aarde gerichte kant van de maan bleef warm, terwijl de andere kant van de maan langzaam afkoelde. Dit leverde een dikkere korst op aan de overkant.
De astrofysici van Penn State denken dat deze dikkere korst ervoor zorgde dat magmatisch basalt niet naar de oppervlakte kon komen. Meteoroïden doorboorden vermoedelijk de dunnere korst aan de naar de aarde gerichte kant van de maan en lieten basaltachtige lava vrij, die de maria vormde die de man in de maan creëerde.
Maar MIT-onderzoekers zeggen dat nieuwe informatie uit de GRAIL-missie van de NASA laat zien dat de man in de maan mogelijk is veroorzaakt door een grote pluim magma in de maan, en niet door een asteroïde aanval. De MIT-groep weet echter niet zeker hoe de pluim ontstond. Ze kunnen hun theorie waarschijnlijk niet bevestigen zonder een andere maanmissie.
5Wat is de hemel in de ruimte?
Als je 's nachts naar een heldere hemel kijkt, zie je veel sterren. Met een kleine telescoop zie je ook planeten, nevels en sterrenstelsels. Maar als u een röntgendetector gebruikt, ziet u de heldere gloed van röntgenstralen door de lucht, die bekend staat als de diffuse röntgenachtergrond.
De bron van de gloed is ongeveer 50 jaar een mysterie geweest. Er zijn drie mogelijkheden. Het kan afkomstig zijn van buiten ons zonnestelsel, het kan komen van een "lokale hete luchtbel" van gas, of het kan geproduceerd worden in ons zonnestelsel. Onderzoekers lanceerden een NASA-raket om de diffuse röntgenstraling te meten en waren eindelijk in staat om het mysterie op te lossen.
Het grootste deel van de emissie komt van de lokale hete gasbel van honderden lichtjaren van de aarde met de rest (die niet meer dan 40 procent is) van de emissie geproduceerd in ons zonnestelsel, slechts enkele astronomische eenheden van de aarde. De hete luchtbel kan zijn veroorzaakt door sterrenwinden en supernova-explosies die grote gaten in de ruimte tussen de sterren creëren. Als er een andere supernova in dat lege gebied optreedt, kan heet gas dat röntgenstraling uitstraalt, een luchtbel creëren.
Röntgenstralen worden ook uitgezonden in ons zonnestelsel wanneer zonnewind, wat een vrijgave is van geladen deeltjes uit de zon, neutrale waterstof en helium raakt. Totdat astronomen de gloed in de lucht konden verklaren, vatte Massimiliano Galeazzi van de Universiteit van Miami het mysterie op deze manier samen: "[Het is] als reizen 's nachts en een licht zien, niet wetend of het licht van 10 yards of 1000 mijl verderop komt .”
Nu weten we dat het een beetje van beide is.
4 Wat is de werkelijke afstand tot de 'Seven Sisters'?
Pleiaden, ook bekend als de 'Zeven Zusters', is een beroemde sterrenhoop in het Taurus-sterrenbeeld. Astronomen beschouwen het als een kosmisch laboratorium van honderden jonge sterren die zich ongeveer 100 miljoen jaar geleden vormden. Wetenschappers hebben de Pleiaden gebruikt om te begrijpen hoe sterclusters worden gemaakt. Het is ook nuttig als basislijnmeetinstrument voor het bepalen van de afstand tot andere sterrenhopen.
Aanvankelijk waren astronomen het erover eens dat de Pleiaden ongeveer 430 lichtjaar van de aarde verwijderd was. Maar toen berekende Hipparcos, een Europese satelliet die de afstand tot duizenden sterren nauwkeuriger had moeten meten, de afstand tot Pleiaden als 390 lichtjaar. "Dat lijkt misschien niet zo'n groot verschil, maar om in de fysieke kenmerken van de Pleiades-sterren te passen, daagde het ons algemene begrip van hoe sterren vormden en evolueerden uit", verklaarde Carl Mellis van de Universiteit van Californië.
Met behulp van een netwerk van radiotelescopen maten astronomen de afstand tot de Pleiaden met de parallax-techniek, waarbij wetenschappers de verschuiving in de Pleiaden bekeken vanuit de tegenovergestelde uiteinden van de baan van de aarde rond de zon. Deze nieuwe meting was 443 lichtjaren, waarvan wordt aangenomen dat deze binnen 1 procent van de precieze afstand van de aarde tot de Pleiaden ligt. Dit betekent dat Hipparcos ongelijk had, wat nieuwe vragen oproept over de nauwkeurigheid van de afstanden die het naar 118.000 andere sterren berekende.
3 Hoe groot is onze Galactische buurt?
Met behulp van gevoelige radiotelescopen om vast te stellen waar superclusters van sterrenstelsels grenzen hebben, ontdekten astronomen dat ons Melkwegstelsel behoort tot een onlangs gedefinieerde gigantische supercluster genaamd "Laniakea" ("immense hemel", in het Hawaïaans). De naam werd gekozen ter ere van Polynesische zeevaarders die de Stille Oceaan voeren met behulp van de hemelen om hen te leiden.
Het Laniakea Supercluster bevat 100.000 sterrenstelsels en heeft een diameter van 500 miljoen lichtjaar en een massa van 100 miljoen miljard zonnen. De Melkweg bevindt zich aan de rand van Laniakea. Astronomen ontwikkelden ook betere informatie over de Grote Aantrekker, het zwaartepunt in onze regio van de intergalactische ruimte die onze lokale groep van sterrenstelsels naar binnen trekt en de beweging van andere sterrenstelsels beïnvloedt.
"We hebben eindelijk de contouren vastgesteld die de supercluster van sterrenstelsels definiëren die we thuis kunnen noemen," zei R. Brent Tully van de Universiteit van Hawaï. "Dit is niet anders dan er voor het eerst achter te komen dat je geboortestad eigenlijk deel uitmaakt van een veel groter land dat grenst aan andere landen."
2Welk onheilspellende lot wacht op aarde?
Astronomen houden zich bezig met een soort hemelse archeologie, waar ze ruïnes van planeten bestuderen nadat hun gastheersterren zijn gestorven.De eerste bevindingen suggereren een onheilspellend lot voor de aarde.
Het begon allemaal als een missie om het mysterie op te lossen van hoe stervende witte dwergsterren vervuild raken. De atmosfeer van een witte dwerg, die zuiver waterstof of zuiver helium zou moeten zijn, wordt vaak verontreinigd door zwaardere elementen zoals koolstof, ijzer en silicium.
Oorspronkelijk geloofden wetenschappers dat de elementen door extreme straling van diep in de ster naar de oppervlakte werden geduwd. Maar met behulp van een krachtige telescoop om een diepgaande analyse uit te voeren, konden de astronomen de vingerafdrukken zien van elementen als koolstof, fosfor, silicium en zwavel toen deze elementen in de atmosfeer van de witte dwerg lagen. De sterren met vervuilde atmosferen vertoonden een hogere verhouding van silicium tot koolstof dan gewoonlijk in sterren. In feite was het dezelfde verhouding als in rotsachtige planeten.
"Het mysterie van de samenstelling van deze sterren is een probleem dat we al meer dan 20 jaar proberen op te lossen", zei professor Martin Barstow van de Universiteit van Leicester. "Het is spannend om te beseffen dat ze de restjes van planetaire systemen opslokken, misschien zoals de onze."
Dus dat is het onheilspellende lot dat op Aarde wacht. Miljarden jaren vanaf nu zal onze planeet weinig meer zijn dan rotsvervuiling in de stervende overblijfselen van de zon.
1 Hoe zal onze Galaxy eindigen?
Door een mysterie op te lossen over hoe sterrenstelsels evolueren, ontwikkelden onderzoekers ook een beter begrip van het lot van ons Melkwegstelsel. Ze weten dat de evolutie van sommige sterrenstelsels wordt beïnvloed door superzware zwarte gaten in hun centra, net zoals we dat in de Melkweg hebben. Deze zwarte gaten verdrijven bijna al het koude gas uit de getroffen melkwegstelsels. Zonder koud gas kunnen deze sterrenstelsels geen nieuwe sterren vormen.
Terwijl de uitstroom van moleculair waterstofgas een geaccepteerd onderdeel is van de theorie van galactische evolutie, waren onderzoekers verbaasd over hoe deze uitstromingen van gas werden versneld. Met behulp van geavanceerde telescopen om het nabije sterrenstelsel IC5063 te bestuderen, ontdekten wetenschappers dat hoogenergetische elektronenstralen, aangedreven door centrale zwarte gaten, de uitstroom van moleculair waterstofgas versnellen.
Dit wijst ook op de uiteindelijke uitkomst voor ons Melkwegstelsel, waarvan wordt voorspeld dat het in ongeveer vijf miljard jaar tegen onze galactische buurman, Andromeda, zal botsen. Wanneer de twee sterrenstelsels botsen, zal gas zich ophopen in het centrum van het systeem en zijn superzware zwarte gat aandrijven. Dat zal ervoor zorgen dat er jets worden gevormd en dat alle gas dat in de melkweg achterblijft wordt uitgeworpen. Wanneer dat gebeurt, zal het samengevoegde sterrenstelsel geen nieuwe sterren kunnen vormen.
+ Is het allemaal gewoon een illusie?
We denken dat we meer en meer over ons universum begrijpen. Maar wetenschappers van het Fermi National Accelerator Laboratory van het Amerikaanse Ministerie van Energie gebruiken een laseranalyseproject genaamd de Holometer om te zien of we daadwerkelijk in een hologram leven. Dat zou betekenen dat onze 3D-wereld slechts een illusie is, met alles echt gecodeerd in kleine 2-D-pakketten.
Het lijkt op hoe tv-personages geloven dat ze in een 3D-wereld leven, maar ze zitten vast op een 2-D-scherm. Wetenschappers denken dat de informatie in ons universum zich in pakketten kan bevinden, zoals hoe de pixels op een tv-scherm gegevenspunten bevatten. Wanneer u dicht bij uw tv staat, ziet u afzonderlijke pixels. Maar als je verder teruggaat, lijken alle pixels één beeld te vormen.
Het is mogelijk dat onze wereld op die manier wordt gedefinieerd, met onze "pixel" van ruimte gelijk aan een gebied dat ongeveer 10 biljoen biljoen maal kleiner is dan een atoom. "We willen ontdekken of ruimte-tijd een kwantumsysteem is, net als materie," zei Craig Hogan van Fermilab. "Als we iets zien, verandert het de ideeën over de ruimte die we al duizenden jaren gebruiken volledig."
Misschien zullen het onze wereld zijn Twilight Zone moment.