Содержание
«По коже побежали мурашки»: астрономы открыли самую далекую галактику
Международная группа астрономов сумела найти самый далекий астрономический объект: это галактика, получившая обозначение HD1, она находится на расстоянии около 13,5 млрд световых лет от Земли и смогла сформировать свои первые звезды с поразительной быстротой. Эти звезды принадлежат к поколению самых первых звезд во Вселенной, которые до сих пор еще не наблюдались непосредственным образом. К тому же HD1 в своем центре может содержать самую первую сверхмассивную черную дыру, масса которой примерно в 100 млн раз превышает массу Солнца. Этому открытию посвящены сразу две статьи, которые можно прочесть на сайте электронных препринтов, они также публикуются в Astrophysical Journal и в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.
Галактика HD1 была найдена в результате более чем 1200 часов наблюдений, проводимых с помощью наземных телескопов Subaru, VISTA, UK Infrared Telescope и космического телескопа Spitzer.
«Было очень тяжело найти HD1 среди более чем 700 тыс. других объектов, — говорит Юити Харикане, японский астроном из Токийского университета, открывший галактику и выступающий ведущим автором статьи в Astrophysical Journal. — Наблюдаемое красное смещение HD1 удивительно точно соответствует ожидаемым характеристикам этой галактики, удаленной от нас на 13,5 млрд световых лет, и когда я нашел это, у меня по коже побежали мурашки».
Затем группа астрономов провела многочисленные проверки с участием комплекса радиотелескопов ALMA, расположенного в чилийской пустыне Атакама, чтобы подтвердить оценку расстояния до этого объекта и его возраст. Дистанция, разделяющая Солнце и HD1, на 100 млн световых лет превышает то, что было зафиксировано в случае предыдущего рекордсмена и кандидата на самую удаленную галактику, — GN-z11. В данном случае z означает показатель красного смещения, галактика GN-z11 обладает красным смещением z=11,1, а у HD1 z>12-13. Красное смещение характерных спектральных линий химических элементов — это проявление эффекта Доплера во Вселенной с разбегающимися галактиками, оно позволяет оценивать расстояния до сильно удаленных от Земли объектов.
Чтобы объяснить необычно быстрое рождение во Вселенной галактики HD1, предложено две теории: согласно первой из них первоначально из скоплений газа, испытывающих процессы дефрагментации и сжатия — коллапса, формировались крупные звезды, которые в дальнейшем путем многократных слияний образовали сверхмассивную черную дыру; cогласно другой теории звездные галактики формировались вокруг изначально появившихся сверхмассивных черных дыр в их центрах.
«Мы ищем ответ на вопрос о том, как появилась жизнь»
Российские ученые воссоздали на земле условия, благодаря которым в космосе при низких…
01 апреля 10:49
«Ответить на вопросы о природе источника, находящегося столь далеко, может быть весьма непросто, — считает Фабио Пакуччи, итальянский астрофизик-теоретик, работающий в Гарвардском университете и Смитсоновской астрофизической обсерватории, ведущий автор статьи в MNRAS и один из соавторов статьи об открытии в ApJ. — Это все равно, что угадывать национальную принадлежность корабля по его флагу, когда смотришь на него с берега, а само судно находится посреди шторма и скрыто густым туманом.
Возможно, в этом случае и можно разглядеть цвета и форму флага, но вся эта картина останется неполной. В конечном итоге предстоит долгая аналитическая работа с постепенным исключением совсем уж неправдоподобных сценариев».
HD1 очень ярко светит в ультрафиолетовом диапазоне. Пакуччи считает, что это свидетельствует о протекающих там каких-то высокоэнергетических процессах, которые, вероятно, продолжают там идти и спустя несколько миллиардов лет после наблюдений.
Первоначально исследователи предположили, что HD1 — это более-менее обычная галактика, где случился внезапный всплеск звездообразования, поэтому там с очень большой скоростью рождаются звезды. Однако подсчитав, сколько звезд в единицу времени производит HD1, ученые получили просто «невероятный» показатель: HD1 должна была ежегодно производить свыше сотни звезд, что как минимум на порядок превосходит ожидаемую для таких галактик скорость звездообразования. Отсюда следовал вывод, что нормальные, обычные звезды HD1 формировать таким образом не может.
«Самые первые популяции звезд во Вселенной были гораздо массивнее, ярче и горячее, чем современные, — поясняет Пакуччи. — И если мы предположим, что звезды, образовывавшиеся в HD1, являются одними из самых первых — так называемыми звездами населения III [в данном случае последовательность звезд традиционно отсчитывается от конца], — то все это становится объяснимым. Звезды населения III излучают гораздо больше ультрафиолета, чем обычные звезды, что как раз и может служить объяснением повышенной, даже экстремальной светимости HD1 в ультрафиолетовом диапазоне».
Первые гигантские звезды в галактике HD1 должно были возникнуть по меньшей мере уже спустя 300 млн лет после Большого взрыва.
Пять колец орков: ученые изучили фото самого загадочного космического объекта
Загадочные астрономические объекты, так называемые странные радиокруги, или ORCs, были тщательно изучены…
22 марта 12:26
Однако сверхмассивная черная дыра также может служить объяснением исключительной яркости HD1: если она поглощает большое количество окружающего газа, то вокруг нее образуется яркий аккреционный диск, излучающий фотоны высоких энергий.
Если это так, то астрономы тем самым наблюдают самую раннюю сверхмассивную черную дыру из всех, известных им на настоящий момент, с большим запасом побивающую предыдущий рекорд и образовавшуюся гораздо ближе по времени к Большому взрыву, чем предыдущий рекордсмен.
«Черная дыра в HD1 образовалась спустя всего несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, должно быть, она росла с беспрецедентной скоростью, — утверждает известный астроном Ави Лёб из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, который также является соавтором статьи в MNRAS. — В очередной раз природа оказалась более изобретательной, чем мы предполагали».
«Астрономы видят там много ультрафиолета, но они не могут пока сказать точно, что же именно они видят: звезды или сверхмассивную черную дыру, — рассказал «Газете.Ru» астрофизик Борис Штерн, доктор физико-математических наук и ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН. — Скорее это все-таки звезды, которые затем сольются в черную дыру, поскольку альтернативные гипотезы — образование сверхмассивных черных дыр из первичных, например, — выглядят пока довольно слабо, там просто не удается придумать хороший механизм их образования.
Скорее всего, все это начиналось со звезд. Первые скопления межзвездных облаков — это миллионы солнечных масс, которые распадались на очень массивные звездные ассоциации, а потом уже на галактики. Первые звезды, лишенные тяжелых элементов, образовались, наверное, спустя 100-200 млн лет после Большого взрыва».
Несмотря на то, что максимум излучения самых дальних звезд приходится на ультрафиолетовую часть спектра, поправка на красное смещение позволяет ученым на Земле проводить наблюдения в инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах через два «окна».
«Безусловно, открытие древнейшей галактики — новое достижение, на которое стоит обратить самое пристальное внимание, — считает Борис Штерн. — Сейчас как раз начинает работу космический телескоп James Webb, и он должен отыскать десятки подобных объектов, но до него этот рекорд еще продержится. Предыдущий держался несколько лет».
Планируется, что в будущем исследовательская группа проведет наблюдения HD1 с помощью нового космического телескопа NASA James Webb, чтобы уточнить степень удаленности этого объекта от Земли.
Если текущие расчеты окажутся верными, то HD1 будет признана самой далекой и древнейшей из когда-либо зарегистрированных галактик. Те же наблюдения позволят ученым глубже изучить особенности HD1 и подтвердить, верна ли одна из вышеупомянутых теорий образования первых галактик.
Сколько галактик видно невооруженным глазом?. Книга всеобщих заблуждений
Сколько галактик видно невооруженным глазом?. Книга всеобщих заблуждений
ВикиЧтение
Книга всеобщих заблуждений
Ллойд Джон
Содержание
Сколько галактик видно невооруженным глазом?
Пять тысяч? Два миллиона? Десять миллиардов?
Ответ – четыре, хотя оттуда, где вы сейчас сидите, видно всего лишь две, причем одна из них – Млечный Путь (в которой мы и находимся).
Учитывая, что, по оценкам специалистов, Вселенная насчитывает более 100 миллиардов галактик, от 10 до 100 миллиардов звезд в каждой, такой ответ немного разочаровывает.
И все-таки это факт – всего четыре галактики видно с Земли невооруженным глазом, причем одновременно можно увидеть лишь половину из них (по две из каждого полушария). В Северном – Млечный Путь и Андромеду (М31), в Южном – Большое и Малое Магеллановы Облака.
Некоторые граждане с феноменальным зрением утверждают, будто способны видеть еще три: М33 в Треугольнике, М81 в Большой Медведице и М83 в Гидре, но это крайне трудно доказать. Число звезд, предположительно видимых невооруженным глазом, колеблется в очень широких пределах, однако все сходятся в том, что общий итог значительно меньше 10 000. Большинство любительских астрономических компьютерных программ пользуются одной и той же базой данных: ее список «видимых невооруженным глазом звезд» насчитывает 9600. По другим оценкам, это число варьируется от 8000 до менее чем 3000.
Когда-то ходила шутка, что в бывшем Советском Союзе кинотеатров больше (около 5200), чем звезд на ночном небе.
На канадском веб-сайте www.
starregistry.ca всего за 98 канадских долларов можно назвать звезду в честь самого себя или своего друга/ подруги (а за 175 – еще и получить соответствующий сертификат в рамочке). Канадский список звезд, видимых невооруженным глазом, насчитывает 2873 позиции. Правда, ни одна из них не продается, поскольку все они уже носят исторические либо научные имена.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Сколько душ у человека?
Сколько душ у человека?
Обские угры верили, что у мужчин есть пять (или семь) душ, тогда как у женщин — четыре (или шесть). Различали душу-дыхание — лили (у хантов — лил) и душу-тень — ис. Лили вселяется в тело человека при его рождении, а после смерти переходит в фетиш —
Сколько у вас ноздрей?
Сколько у вас ноздрей?
Чтобы увидеть, что у тебя перед носом, требуется постоянная борьба.
Джордж Оруэлл
Четыре. Две вы видите, а две – нет.К такому открытию приводят наблюдения за процессом дыхания у рыб. Рыбы получают кислород из воды. У большинства из них две
Какие из творений рук человеческих видно с Луны?
Какие из творений рук человеческих видно с Луны?
Минус десять очков, если вы ответили: «Великая Китайская стена».Ни одно из творений рук человеческих не увидишь с Луны просто так, за здорово живешь.Представление о том, что Великая Китайская стена – «единственное творение
Сколько у человека чувств?
Сколько у человека чувств?
Как минимум девять.Пять – те, что всем нам известны, то есть зрение, слух, вкус, обоняние и осязание – были впервые перечислены еще Аристотелем, который, будучи выдающимся ученым, все же нередко попадал впросак. (К примеру, согласно Аристотелю,
Сколько у Земли лун?
Сколько у Земли лун?
Как минимум семь.
Разумеется, знакомая всем Луна (как называют ее астрономы) – единственное небесное тело, строго придерживающееся орбиты Земли. Однако теперь нам известно еще шесть «околоземных астероидов» (или «астероидов NEA»), которые следуют
Сколько ног у сороконожки?
Сколько ног у сороконожки?
Не сорок.Несмотря на то что сороконожек изучают гораздо дольше, чем сорок лет, до сих пор не найдено ни одной, у кого этих ног было бы ровно сорок.У кого-то больше, у кого-то меньше. В 1999 году была обнаружена особь, ног у которой оказалось почти сто.
Сколько штатов в США?
Сколько штатов в США?
Формально – сорок шесть.Вирджиния, Кентукки, Пенсильвания и Массачусетс – все они официально являются Содружествами (Commonwealths).Статус не дает им никаких особых конституционных полномочий. Они попросту выбрали для себя это слово в конце Войны за
Сколько длятся сутки?
Сколько длятся сутки?
Зависит от обстоятельств.
Сутки – это период времени, за который Земля совершает один поворот вокруг своей оси. И он никогда не бывает ровно двадцать четыре часа.Поразительно, но данный показатель может колебаться в ту или другую сторону на целых
Сколько живёт клуб?
Сколько живёт клуб?
Под клубом мы здесь чаще всего понимаем собственно неформальную малую контактную группу определённый состав людей, о чём сразу предупредили читателя. Но под термином «клуб» нередко понимают совсем иное: совокупность устоявшихся местных традиций
Что видно на Луне
Что видно на Луне
Ссора сестры и братаЛуна занимает в мифологии важное место, и обычно с ней связано больше сюжетов, чем с Солнцем. Смена лунных фаз определяла не просто временной цикл, но женский биологический ритм. Это не могло не вызывать удивления, порой вызывало
1.
3. Сколько их было?
1.3. Сколько их было?
1917 г. расколол российское общество на два противостоящих лагеря: сторонников коммунистов, большевиков и тех, кто или не принял социалистическую революцию вообще, или принял, но с известной осторожностью. Накал политических и военных страстей привел к
Сколько хороших и сколько плохих
Сколько хороших и сколько плохих
ПритчаУчитель решил проверить своих двух учеников: поняли ли они его наставления, что людей надо понимать душой, сердцем.— Пойдите в ближайшую деревню и посчитайте, сколько там хороших и сколько плохих людей! — сказал он им.Один вернулся
Сколько галактик во Вселенной? – Мезонные звезды
Хотя оценки различных экспертов относительно количества галактик во Вселенной различаются, приемлемый диапазон составляет от 100 до 200 миллиардов, по словам Марио Ливио, астрофизика из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд.
Ожидается, что космический телескоп Джеймса Уэбба предоставит еще больше информации о самых ранних галактиках во Вселенной, сообщает The Astrophysical Journal.
По словам Ливио, космический телескоп Хаббл очень успешно подсчитывает и оценивает галактики. Запущенный в 1990 году, он изначально имел искажение в главном зеркале, которое было исправлено во время посещения шаттла в 1993 году. Хаббл также прошел несколько модернизаций и сервисных визитов до последней миссии шаттла в мае 2009 года. галактики в одном кадре. Это соединение изображений было названо «Глубоким полем Хаббла» и было самым дальним, который кто-либо видел во Вселенной в то время.
В 1995 году астрономы направили этот объект на пустую область Большой Медведицы и собирали наблюдения в течение десяти дней. Результатом стало примерно 3000 слабых галактик на одном кадре. Это соединение изображений было названо «Глубоким полем Хаббла» и было самым дальним, который кто-либо видел во Вселенной в то время.
Когда «Хаббл» получил усовершенствования к своим приборам, специалисты дважды повторили эксперимент.
В 2003 и 2004 годах ученые создали сверхглубокое поле Хаббла, которое за миллион секунд обнаружило около 10 000 галактик в крошечной точке в созвездии Печи.
В 2012 году, снова используя усовершенствованные инструменты, они использовали телескоп, чтобы посмотреть на часть сверхглубокого поля. Даже в этом, более узком, они смогли обнаружить около 5500 галактик. Исследователи назвали это чрезвычайно глубоким полем.
В общей сложности Хаббл открыл около 100 миллиардов галактик во Вселенной, но это число, вероятно, увеличится примерно до 200 миллиардов.
Всего Хаббл открыл около 100 миллиардов галактик во Вселенной, но это число, вероятно, увеличится примерно до 200 миллиардов по мере совершенствования технологии космических телескопов, сказал Ливио Space.com.
ПОДСЧЁТ S TARS
Какой бы инструмент ни использовался, метод оценки количества галактик один и тот же. Берется часть неба, сфотографированная телескопом (в данном случае Хабблом).
Затем, используя соотношение между полосой неба и всей Вселенной, можно определить количество галактик в ней.
— Это предполагает, что больших космических вариаций не существует, что Вселенная однородна, — заметил Ливио. «У нас есть веские основания подозревать, что это так. Это космологический принцип».
Этот принцип восходит к общей теории относительности Альберта Эйнштейна, который сказал, что гравитация — это искажение пространства и времени. Имея в руках это понимание, различные ученые (включая Эйнштейна) пытались понять, как гравитация влияет на всю вселенную.
«Самое простое предположение, которое вы можете сделать, это то, что если вы посмотрите на содержимое Вселенной с достаточно плохим зрением, оно будет выглядеть примерно одинаково везде и во всех направлениях», — заявили в НАСА. «То есть материя во Вселенной однородна и изотропна при усреднении в очень больших масштабах. Это называется космологическим принципом».
Примером космологического принципа в действии является космический микроволновый фон (CMB), излучение, которое является остатком ранних стадий развития Вселенной после Большого взрыва.
Используя такие инструменты, как микроволновый зонд анизотропии Уилкинсона НАСА, астрономы обнаружили, что реликтовое излучение практически одинаково, куда бы вы ни посмотрели.
ИЗМЕНИТСЯ ЛИ ЧИСЛО ГАЛАКТИК?
Измерения расширения Вселенной путем наблюдения за удаляющимися от нас галактиками показывают, что ей около 13,82 миллиарда лет. Однако по мере того, как Вселенная стареет и растет, галактики будут удаляться все дальше и дальше от Земли. Это затруднит их наблюдение в телескопы.
Галактики также меняются со временем. Млечный Путь находится на пути к столкновению с соседней галактикой Андромеды, и они сольются примерно через 4 миллиарда лет.
Возможно, существует гораздо больше галактик, чем считалось ранее астрономами
Когда астрономы впервые направили космический телескоп Хаббла на самый глубокий и темный участок ночного неба, они знали, что обнаружат множество тусклых, невиданных ранее галактики.
Так и сделали. Десять лет экспозиций, сделанных с помощью разных инструментов и с разной длиной световой волны, выявляли все больше и больше галактик.
Окончательный подсчет фотографии сверхглубокого поля, сделанной Хабблом, содержит около 10 000 видимых галактик. Экстраполируя этот крошечный участок на остальную часть космоса, ученые подсчитали, что в наблюдаемой Вселенной существует около 100 миллиардов галактик.
Но эти подсчеты могут быть ошибочными, и, возможно, в 10 или 20 раз больше. , что означает от 1,8 трлн до 1,9триллионов не хватает.
«Этот вопрос не только представляет мимолетный интерес как любопытство, но также связан со многими другими вопросами космологии и астрономии», — написала в исследовании группа из четырех астрономов под руководством Кристофера Конселиса из Ноттингемского университета.
Они говорят, что их открытие может положить конец многовековому парадоксу.
Подсчет древних галактик
Институт Макса Планка/Millennium Run
Новое исследование проверило число галактик в 100 миллиардов, оценив плотность галактик по тому, сколько их, по-видимому, находится в фиксированном объеме пространства.
Команда астрономов начала с повторной обработки фотографий самых глубоких и темных участков космоса. Он включал изображение сверхглубокого поля Хаббла, на котором видны галактики, существовавшие, когда возраст Вселенной составлял от 400 до 700 миллионов лет. (С нашей точки зрения Вселенной 13,8 миллиарда лет.)
Затем они начали подсчитывать галактики, от ярких ближайших до тусклых на краю наблюдаемой Вселенной. А поскольку скорость света конечна — она может занять миллиардов лет, чтобы добраться до Земли, если она находится достаточно далеко — поскольку они смотрели дальше, они также оглядывались назад во времени, к самым молодым эпохам космоса.
Они подсчитали галактики с разными длинами волн, нанесли их на трехмерную карту и вычислили, сколько их существует на разных расстояниях и в разные времена:
Они обнаружили, что плотность галактик увеличивается по мере того, как они заглядывают в прошлое. Это имело смысл, так как галактики регулярно сливаются и растут с течением времени, и они смотрели на более ранние эпохи.
(Наша галактика Млечный Путь, например, находится на пути столкновения с соседней галактикой Андромеды.)
Но плотность галактик увеличивалась только до определенного момента, потом падала.
«Эти наблюдения не достигают самых слабых галактик», — заключили авторы, добавив: «Мы знаем, что должно быть гораздо больше слабых галактик за пределами наших нынешних пределов наблюдения».
Экстраполируя частоты, которые они видели, и предполагая, что что-то блокирует их обзор, они говорят, что предыдущие оценки количества галактик в наблюдаемой Вселенной могут быть ошибочными в 10, 20 или более раз.
Иными словами, в наблюдаемой Вселенной может быть 2 триллион галактик вместо 100 миллиардов.
Это не означает, что мы внезапно обнаружили, что Вселенная в 10-20 раз тяжелее, поскольку эти галактики существовали миллиарды лет назад и, вероятно, сформировались так, чтобы выглядеть так, как выглядит наша местная (и менее плотная) космическая окрестность.
Cегодня.
Кроме того, влияние гравитации можно «увидеть» через ее воздействие на видимую структуру Вселенной — и в любом случае более 80% ее составляет темная материя, а не видимая материя, такая как звезды и галактики.
Разгадка многовековой тайны?
Анимированная иллюстрация парадокса Ольберса.
Kmarinas86/Викимедиа (CC BY-SA 3.0)
Каждый раз, когда мы смотрим на ночное небо, мы считаем само собой разумеющимся, что это черная как смоль пустота, усеянная мерцающими звездами.
Это называется парадоксом Ольберса, и хотя эта идея была высказана в 1500-х годах, она до сих пор остается спорной.
Он задает вопрос: если Вселенная по существу бесконечна и не имеет возраста, почему мы не видим однородного звездного поля — и ослепительно яркого свечения видимого света, подобного солнечному, вместо беспросветной тьмы?
С тех пор мы обнаружили космическое фоновое излучение, которое не освещает небо равномерно и с несколькими различными длинами волн света.
Проблема в том, что мы не можем видеть эту энергию глазами, поэтому мы построили чувствительные инструменты, такие как спутник COBE, чтобы обнаруживать ее для нас.
Но вопрос остается в силе: почему нет похожего фонового свечения для видимого света?
Современные объяснения предполагают, что Вселенная конечна, имеет возраст и расширяется все быстрее и быстрее, что, согласно открытию Эдвина Хаббла в 1929 году, изменяет свет самых далеких звезд на цвета, невидимые человеческому глазу. . Парадокс решен — в основном.
Конселис и его коллеги выдвинули еще одно объяснение после того, как обнаружили, что так много галактик не учтено.
Они предполагают, что поглощение света газом и пылью, дрейфующими в космосе, — давно отвергнутая часть парадокса Ольберса, который изначально считался усугубляющим проблему яркого неба — играет затемняющую роль.
То есть старое объяснение состояло в том, что бесконечное поле звезд будет бесконечно нагревать газы и пыль, пока они тоже не станут такими же яркими, как звезда.
Но теперь мы знаем, что наблюдаемая Вселенная конечна — ее ширина составляет около 90,68 миллиарда световых лет — и авторы предполагают, что свет далеких и смещенных в красную сторону (хотя и видимых) галактик может поглощаться газом и пылью в пустоте пространство. Эта энергия будет переизлучаться космическим мусором, но в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, которые невидимы для человеческого глаза.
«Таким образом, может показаться, что решение строгой интерпретации парадокса Ольберса как проблемы обнаружения оптического света является комбинацией почти всех возможных решений — эффектов красного смещения, конечного возраста и размера Вселенной и за счет поглощения «, — написали исследователи.
В течение следующих 10 лет или около того, когда более крупные и чувствительные телескопы на земле и в космосе будут подключены к Интернету, команда надеется воспользоваться преимуществами самых глубоких изображений космоса, когда-либо сделанных — и в длинах волн, недоступных человеческому глазу.