Kord tegin kogemata foto ühest universumi tähtsaimast tähest...
Andromeeda galaktika pildistatud SFU Trotteri observatooriumis, mida töötles Matthew Cimone
See fotol esile tõstetud täht kannab nime M31_V1 ja see asub Andromeeda galaktikas. Andromeda – AKA M31 – on meie enda Linnuteele lähim galaktika. Kuid enne, kui seda tunti galaktikana, nimetati seda Andromeeda udukoguks. Enne kui seda konkreetset Andromeeda tähte uuris Edwin Hubble, Hubble'i kosmoseteleskoobi nimekaim, ei teadnud me tegelikult, kas teised galaktikadisegi eksisteeris.Mõelge sellele! Veel sada aastat tagasi arvasime, et Linnutee võib olla KOGU Universum. Isegi siis… see on päris suur. Linnutee laius on suurusjärgus 150 000 valgusaastat. Valgusaasta on umbes 10 TRILJON kilomeetrit, nii et isegi valguse kiirusel kuluks Linnutee ületamiseks peaaegu sama kaua kui inimestel planeedil Maa. M31_V1 muutis seda kõike.
Sellel Andromeedas asuval tähel on tähis 'V', kuna seda tuntakse tsefeidinamuutuv. Tsefeidi muutujaid saab kasutada 'standardse küünlana' kauguste mõõtmiseks kogu universumis. Me teame üldiselt, kui heledaks muutuvad tähed. Seega, kui võrrelda kahte neist ja üks on teisest oluliselt hämaram, võime järeldada, et see asub ruumis kaugemal. 1924. aastal mõõtis Hubble seda tehnikat kasutades V1 ja 35 järgneva muutuva tähe valgust, et mõõta kaugust Andromeedast uskumatul 900 000 valgusaastal... liiga kaugel, et olla osa meie enda galaktikast. Ma ei saanud aru, et olin oma vaateväljas sama tähe tabanud enne, kui sellele juhtis tähelepanu dr Howard Trottier, kes asutas SFU Trottieri observatoorium kus ma pildi tegin.
Algne fotoplaat, millel Edwin Hubble kujutas Andromedat märkusega 'VAR!' V1
c. NASA Hubble'i pärand
Täiustatud pilditehnika ja täpsemate mõõtmiste abil teame nüüd, et Andromeeda asub 2,4 miljoni valgusaasta kaugusel. Kuid Hubble'i väärtusest 900 000 ly piisas, et paljastada, et meie galaktika oli vaid üks 'saare universum' palju suuremas universumis. Ja kui palju galaktikaid seal väljas on? Andromedaga teadsime vähemalt kahte. Kuid sellest ajast peale oleme avastanud, et neid pole mitte kaks, kümme, sadu, tuhandeid või miljoneid, vaid tõenäoliselt TRILJONID galaktikatest, millest igaüks on täis sadu miljardeid tähti. Meie oma Linnutee on kogumik nende vahel 100-400 miljardit tähte (me tiirlemeüksnendest). Universumis on tõenäoliselt rohkem tähti kui liivaterad kogu Maa randadel kokku. Aga kuidas me saame teada? Noh, alates nendest päevadest, mil Hubble mõõtis ühes galaktikas käputäis muutuvaid tähti, Sloani digitaalse taeva uuring avaldas 19. juulil uue kaardi, mis on kõige põhjalikumad pildid universumist, mis eales tehtud. Selleks kulus kakskümmend aastat ja see sisaldab 4 MILJONIT kaardistatud galaktikat!
Anand Raichoor (EPFL), Ashley Ross (Ohio osariigi ülikool) ja SDSS-i koostöö
Kõik need pildil olevad punktid ei ole täht, vaid tähtedega täidetud GALAXY. Spetsiaalset New Mexicos asuvat teleskoopi kasutades on Sloan Digital Sky Survey loonud selle universumi kaardi loomiseks rea kaugete galaktikate katalooge. Kataloogid sisaldavad suuri punaseid (vanemaid) galaktikaid Linnuteele lähemal, kaugemaid siniseid (nooremaid) galaktikaid ja kõige kaugemad on galaktikad, mille keskne supermassiivne must auk – mis meie arvates asub enamiku galaktikate tuumas – toitub aktiivselt tolmust. , gaas ja tähed. Nendest toituvatest mustadest aukudest võivad saada universumi kõige helendavad objektid, mida nimetatakse kvasariteks. Pildi ventilaatori kuju näitab piirkondi, kus me piirdume vaatlemisega, kuna meie Linnutee galaktikas on tolm ja gaas, mis varjab meie vaadet universumi osadele.
Hubble tegi veel ühe uskumatu avastuse. Viidatud kuiHubble'i konstant, Hubble mõistis, et kõik kauged galaktikad liiguvad meist EEMAL. See oli esimene tõend selle kohta, et meie universum tegelikult paisub. Seda laienemist saab kasutada meie kauguse mõõtmiseks nendest galaktikatest. SDSS kasutab erinevaid tehnikaid kui need, mida kasutatakse kauguse mõõtmiseks Andromeedast. Tavaküünal nagu tsefeidi muutuja töötab suurusjärgus miljoneid valgusaastaid, kuid me ei suuda eraldada üksikuid tähti väga kaugetes galaktikates. Selle asemel mõõdab SDSS galaktika 'punast nihet'. Kui kauge galaktika valgus liigub läbi ruumi, liigub see läbi paisuva universumi, mis sõna otseses mõttes venitab valguse välja, muutes selle punasemaks. See, kui palju punast valgust meieni jõudes on nihutanud, annab meile aimu, kui kaugele valgus on jõudnud.
SDSS-teleskoop New Mexicos c. SDSS
Nende galaktikate jälgimine aitab jälgida ka universumi paisumist aja jooksul, näiteks filmi tagurpidi jooksmine. Seda nimetatakse 'ajale tagasivaatamiseks', mida kaugemale ruumi me vaatame, seda kaugemale ajas tagasi me näeme, sest kaugest universumist pärit valguse meieni jõudmiseks kulub aega. Näiteks kujutage ette, kui ma saadaksin teile foto endast, kuid posti jõudmine teieni kuluks kakskümmend aastat, kuna olin nii kaugel. Näete mind sellisena, nagu ma näen välja kakskümmend aastat tagasi. Samamoodi vaatab SDSS-i kaart ajas tagasi umbes 400 000 aastat pärast Universumi sündi ja seda, kuidas see aja jooksul on laienenud. Kuni viimase ajani eksisteeris sellel ajateljel suur lõhe 11 miljardi aasta keskel iidse-iidse mineviku ja oleviku vahel (suur lõhe, arvestades universumi vanust 13,8 miljardit aastat). Selle lünga täitis uusim SDSS-i kataloog nimega eBOSS (laiendatud Baryon Oscillation Spectroscope Survey). Lisaks uuele universumi kaardile täidab SDSS tükki veel ühe ülima küsimusega ... miks ja kuidas universum paisub? Praegu nimetatakse 'jõudu', mis põhjustab universumi paisumist, salapäraseks ja tundmatuks 'tumeenergiaks'. Uus kaart aitab kindlaks teha, kas Dark Energy mõju on aja jooksul muutunud. SDSS-i mõõtmiste põhjal näib, et Universumi paisumise kiirused on universumi ajaloos erinevad, mis võib olla vihje tumeenergia toimimisele. Võimalikud tulevased avastused, mis aitavad meil tumeenergiat paremini mõista, on seetõttu võimalikud tänu SDSS-i kaartidele.
Ja nüüd, lend läbi nii ruumi kui ka aja. VAATA, ringkäik universumis endas!!
Lisalugemist:
Intervjuud SDSS-i koostöömeeskonnaga https://youtu.be/TKiYOnsE8Y4
Waterloo ülikooli pressiteade: https://uwaterloo.ca/astrophysics-centre/news/astrophysicists-release-largest-3d-map-universe-ever-created
SDSS pressiteade: https://www.sdss.org/press-releases/no-need-to-mind-the-gap/