Astronomiya

Bu qədər uzaqdakı qalaktikaların fotolarını necə əldə edə bilərik?

Bu qədər uzaqdakı qalaktikaların fotolarını necə əldə edə bilərik?

Bunun mümkün cavabı budur ki, qalaktikalardan yayılan işıq dünyaya qədər bir milyard mil məsafəni qət etdi, burada hubble kosmik teleskopu bu işığı sensorları vasitəsilə aldı və qalaktikanın bir görüntüsünü yarada bildi.

lakin bu doğrudursa və qalaktikalar milyardlarla mil məsafədədirsə, qalaktikalardan çıxan işıq hissəcikləri səpələnmiş bütün yer üzərində? bütün bunlardan sonra milyonlarla ildən bəri səyahət etdilər və ehtimal ki, asteroidlər və digər yad cisimlərlə toqquşdular. Fotonların təxminən 95% -i əslində dünyaya çatma və bizə çox ətraflı bir görüntü vermək şansı nə idi.

Yerdən 1,492 × 10 ^ 19 mil məsafədə olan andromeda qalaktikasını düşünək. Qalaktikadan yayılan işıq hər tərəfə dolaşırsa, necə olur ki, aşağıdakı fotodan göründüyü kimi, hələ də bütün qalaktikanı təsvir edə bilərik?

Fotonların başqa cisimlərə dəyə biləcəyindən və "heç vaxt dünyaya çatmadığından" qalaktikanın yarısının itkin olmasını istəməzdinizmi?


Tez-tez - lakin həmişə deyil - milyonlarla və hətta milyardlarla işıq ili uzaqdakı qalaktikalardan gələn işıq onu Kainat içərisinə keçir və bizə tərəf yönəldir:

Hissəcik nömrə və hissəcik ölçüsü
  1. Birincisi, qalaktikalararası vasitə (IGM) son dərəcə seyreltmək. Oradakı hissəciklərin say sıxlığı $ n sim10 ^ {- 7} , mathrm {cm} ^ {- 3} $ sırasındadır və ya dəniz səviyyəsindəki havanın təxminən 26 əmrdən aşağı! Bu o deməkdir ki, Andromedadan Samanyolu'na eninə kəsiyi $ 1 , mathrm {cm} ^ {2} $ olan bir boruyu düşünsəniz, təxminən bir mikrogram maddə ehtiva edəcəkdir (Rob Jeffries sayəsində faktor $ 10 ^ 6 $ səhv).

  2. İkincisi, foton bir atoma yaxınlaşsa da, enerjisi atomdakı bir keçidlə sıx uyğun gəldikdə əmilir. Atomların əksəriyyəti ionlaşmış olduğundan (və bunun əvəzinə plazma adlandırılmalı, lakin astronomiyada fərq tez-tez edilmədiyi təqdirdə), fotonu udmaq üçün elektron yoxdur. Fotonların Thomson səpələnmə yolu ilə sərbəst elektronlarla qarşılıqlı əlaqəsi daha yüksəkdir, ancaq Thomson kəsiyi $ ( sim10 ^ {- 24} , mathrm {cm} ^ {2}) $ çoxdur, buna görə də demək olar ki, Böyük Partlayışdan bəri Kainat boyunca səyahət edən CMB fotonlarını nəzərdən keçirin - bunların yalnız təxminən 5% -i yollarında elektronlarla qarşılıqlı əlaqə qurmuşdur.

Başqa sözlə: ötürülən işığın miqdarı iki amildən asılıdır: 1) görmə xətti boyunca maddənin miqdarı və 2) həmin maddənin işığı udma qabiliyyəti. IGM-də hər ikisi də olduqca kiçikdir. İşıq interə daxil olduqdaulduz orta (ISM) qalaktikamızın içərisində, işığı qəbul edə bilən atomlarla daha sıx buludlarla qarşılaşa bilər. Ancaq ümumiyyətlə (həmişə olmasa da) "sıx" Yer atmosferi ilə müqayisədə hələ çox seyreltilir.

Riyazi ifadə

Ümumiyyətlə, bir işıq şüası hissəciklər bölgəsini keçərsə, hər biri kəsik hissəsi $ sigma $ (məs. Sm $ ^ 2 $ ilə ölçülür), şüa sahəsi başına $ N $ hissəciklər keçir (məs. Sm $ ilə ölçülür). ^ {- 2} $), sonra mühitin qeyri-şəffaflığı optik dərinlik $ $ tau $, $$ tau equiv N , sigma ilə təyin olunur. $$ Fotonların ötürülən hissəsi $ f $ sonra $$ f = e ^ {- tau} olur. $$ Ümumiyyətlə $ sigma $ dalğa uzunluğundan asılıdır və beləliklə spektrin bir hissəsi maneəsiz keçə bilər, digər hissəsi isə tamamilə udulmuş ola bilər.

Aşağıdakı rəqəm (buradan) 22 milyard işıq ili məsafədə, yəni Andromedadan 10 $, 000 $ dəfə çox məsafədə uzanan kvazar spektrini göstərir. Görürsən ki, bir neçə incə udma xətti var (səbəbiylə sıxlığı IGM-dən 10-100 qat daha yüksək olan aralıq hidrogen buludları səbəb olur), amma yenə də işığın çoxu onu özümüzə verir.

Bu kvazardan gördüyümüz işığın çoxdan yayıldığı üçün Kainat o dövrdə xeyli kiçik idi və beləliklə sıxlıq daha böyük idi. Buna baxmayaraq, yalnız kiçik bir hissə əmilir. İşıq nə qədər uzaqlaşsa, o qədər əvvəl yaranırdı, bu da Kainatın daha kiçik olması və daha yüksək sıxlıq deməkdir və beləliklə o qədər çox işıq əmilir. 27 milyard işıq ili uzaqlıqdakı bu kvazarı (buradan) nəzərə alsanız, spektrin bir hissəsində daha çox işığın əmələ gəldiyini görərsiniz. Ancaq yenə də çox işıq bizə çatır.

Yalnız qısa dalğa uzunluqlarının mənimsənilməsinin səbəbi olduqca maraqlıdır, amma bu başqa bir hekayədir.


Rob Jeffries'in dediyi kimi, kainat əsasən boş boşluqdur. Foton heç bir şeylə qarşılıqlı əlaqə qurmadan minlərlə işıq ilini asanlıqla səyahət edə bilər. Qarşılıqlı təsirlərin əksəriyyəti fotonlar yer atmosferinə daxil olduqda baş verərdi. Hubble bunun qarşısını alır. Bu fotoşəkilləri, çox güman ki, qalaktikanı müşahidə etmək üçün uzun müddət verən bir neçə baxış seansının birləşdirilməsindən əldə etmək mümkün idi.


Üzr istəyirik, əgər bu məntiq bir az dairəvi görünsə də, qalaktikaların görünməmiş şəkillərini əldə edə bilərik, çünki onlar görünməyib.

Qeyd olunduğu kimi - yer həqiqətən, həqiqətən böyük və həqiqətən, həqiqətən boşdur. Bunu düşünmək çətindir, çünki yanımızda çox şey var - amma bu, həqiqətən qeyri-adi bir vəziyyətdir. Günəşə gələn növbəti ulduz 4 işıq ili uzağındadır, ancaq demək olar ki, hamısını (99.9999999999 ...%) ondan istiqamətimizə yönəldən işığı alırıq - uzaqdan gələn işıqla eyni - çox sayda foton göndəririk. bizə çox uzaqdakı obyektlərdən.

Hubble, uzaq cisimlərin şəkillərini çəkmək üçün sadə kamera lensləri və uzun pozlama üsullarından da istifadə edir - beləliklə görüntü qurmaq üçün daha çox işıq alınır.

Ancaq bunun digər hissəsi, başqa bir qalaktikanın və ya toz buludunun arxasında qalaktikanın (və ya ulduzun) şəklini çəkmək demək olar ki, mümkün deyil. Məsələn, öz qalaktikamızın mərkəzini asanlıqla görə bilmirik, çünki yolda bir çox toz və qaz və ulduz var. Sualınızdakı şəkil əksinə qalaktika müstəvisinin üstündə olan Andromeda şəklində görünür. Qalaktikamız diametri ilə müqayisədə olduqca incədir və biz qalaktik mərkəzdən yaxşı bir çıxış yoluyuq, yəni yolda çox az şey var.

Və şəkillər çəkdiyimiz bəzi qalaktikalar var ki, tozla örtülüdür:


Sualınızda səhv bir fikir var, düşünmürəm ki, digər cavablar.

Qalaktikadan yayılan işıq hər tərəfə gedirsə, necə olur ki, hələ də bütün qalaktikanı xəritəyə çıxara bilərik?

İşıq edir qalaktikadan hər tərəfə yayılır. Bunun yalnız kiçik, kiçik bir hissəsi Dünyaya yönəldilir və bunun daha kiçik bir hissəsi istənilən teleskopla toplanır. Ancaq hələ də görə bilərik, çünki qalaktikalar çox parlaqdır. Andromeda təxminən bir trilyon ulduz ehtiva edir.


Onsuz da yaxşı cavablar var, amma iki qəpik pulumu da əlavə etmək istərdim:

Bu qədər uzaqdakı qalaktikaların fotolarını necə əldə edə bilərik?

Çünki aramızda kameralarımıza çatan işığa müdaxilə edən çox şey yoxdur.

Bunun mümkün bir cavabı budur ki, Hubble kosmik teleskopunun bu işığı sensorlarından aldığı və qalaktikalardan bir görüntü qura bildiyi qalaktikalardan çıxan işığın dünyaya qədər bir milyard mil yol qət etdi.

Bir milyard mil məsafədədir Saturn. Əslində məsafə orbitlərə görə dəyişir, ancaq bu Space.com məqaləsinə baxın: "Ən uzaq məsafədə, günəşin əks tərəflərində bir-birlərindən uzandıqları zaman, bir-birindən 1,7 milyard km-dən bir az aralı məsafədədirlər". Andromeda qalaktikası təxminən on beş milyarddır milyard kilometrlərlə uzaqda. Və ya təxminən on beş quintillion mil.

ancaq bu doğrudursa və qalaktikalar milyardlarla mil məsafədədirsə, qalaktikalardan yayılan işıq hissəcikləri hər yerə səpələnməməlidirmi?

Fotonların E = hf dalğa xüsusiyyətinə sahib olduğunu unutmayın. Və havada dağılsalar da, Ayı hələ də görə bilərsiniz. Bəli, kosmosda bir az işıq azdır. Ancaq o qədər də çox deyil ki, gecə vaxtı göy boş bir dumanlı fugdur. Saturnu da görə bilərsiniz. Və ulduzlar. Və qalaktikalar, ancaq olduqca zəifdir.

bütün bunlardan sonra milyonlarla ildən bəri səyahət etdilər və ehtimal ki, asteroidlər və digər yad cisimlərlə toqquşdular. Fotonların təxminən 95% -i əslində dünyaya çatma və bizə çox ətraflı bir görüntü vermək şansı nə idi.

Şans yüksəkdir. Planetlərin və əşyaların şəkilləri var çünki şans yüksəkdir.

Yerdən 1,492 × 10 ^ 19 mil məsafədə olan Andromeda qalaktikasını düşünək. Qalaktikadan yayılan işıq hər tərəfə dolaşırsa, necə olur ki, aşağıdakı fotodan göründüyü kimi, hələ də bütün qalaktikanı təsvir edə bilərik?

İşıqlara bürünsəydim, hər tərəfə işıq saçardım və məni görərdin, çünki bu işığın bir hissəsi sənin gözünə düşür. Andomeda qalaktikası da buna bənzəyir.

Fotonların başqa cisimlərə dəyə biləcəyindən və "heç vaxt dünyaya çatmadığından" qalaktikanın yarısının itkin olmasını istəməzdinizmi?

Xeyr. Fotonların yarısı Dünyaya çatmasaydı, sadəcə daha qaranlıq bir qalaktika görərdiniz.


Bəzi sadə izahatlar verim.

Xeyr, xeyr. Fotonların 95% -i Yer kürəsinə çatmır. Yalnız bir ulduz tərəfindən yayılan fotonların% 5-i (bir neçə saniyə içində), deyək ki, Günəşimiz Yerə çatsaydı, planetimiz tamamilə yanmış olardı! İndi Andromedanın yüz milyardlarla ulduzu (və ya günəşi) var. Sonsuz az saydan başqa heç bir şey bizə çatmır. Bizə çatan fotonların nisbətinin nə qədər az olduğu ağlasığmazdır! Bunu çox təqribən hesablamağa cəhd edə bilərsiniz. Günəşin yaydığı fotonların Yer kürəsinə neçə faiz çatdığını hesablamaq çox asandır. Günəş Yerdən cəmi 8 dəqiqə, Andromeda isə 2,5 milyon ildən çoxdur! Yəni əslində nə qədər fotonun bizə çatdığını təsəvvür etmək o qədər də çətin deyil.

İndi niyə asteroidlər, planetlər və ya ulduzlar hər şeyi blok etmir? Andromeda bu şəkildə bloklanmaq üçün çox böyükdür! Arasına bir neçə ləkə toz qoyaraq Sakit Okeanın kosmosdan görünüşünü bağlamaq daha asandır! Andromedanın diametri 200 milyon işıq ilindən çoxdur. Baxışdan bağlaya bilərikmi? Əslində günəş sistemimizə yaxın bir duman kimi böyük bir şey tərəfindən bloklana bilər. Belə bir dumanın diametri çox işıq ili olmalıdır; kifayət qədər sıx olmalıdır; və çox uzaqda deyil. Şükürlər olsun ki, buna bənzər bir şey bu gözəl qalaktikanı bizim nəzərimizdən bağlamır. Lakin bu, bəzi başqa qalaktikalar və dərin kosmik obyektlərdə olur. Çox uzaq dumanlıqlara gəldikdə, Andromedanı bizim nəzərimizdən əngəlləməyəcəklər, çünki Andromedanın çox uzaqdakı fonunda çox kiçik görünürlər.

İşıq niyə dağılmır? Andromedanı bulanıq etmək üçün niyə bu qədər dağılmalıdır? Ay üfüqdə olduqda, onun işığı, demək olar ki, Yer səthinə paralel yüzlərlə mil sıx atmosferdən keçir; yenə də teleskoplarımızı ona öyrədib Ayın müxtəlif xüsusiyyətlərini görə bilərik. Çox təmiz bir mənzərə olmazdı, amma yenə də çox şey görərdik. İndi kosmosda işıq demək olar ki, tam bir vakuumdan keçir, xüsusən də qalaktikalar arasındakı boşluq boşdur. Beləliklə, işığın çox dağılmasının bir səbəbi yoxdur. Fotonlar və bir çox digər hissəciklər kifayət qədər sabitdir və daha böyük məsafələr qət edə bilərlər: milyardlarla işıq ili. Buna baxmaq üçün başqa bir yol, fotonların düz yolundan nə qədər kənara çıxması lazım olduğunu soruşmaqdır ki, Andromeda bizim üçün bulanıklaşsın. Yaxşı, çox yanlara getməlidirlər və Andromedanın diametri bunun üçün çox böyükdür. Fotonlar düz xəttlərdə hərəkət etdikləri üçün bu məntiqli görünmür. Ulduzlar və qara dəliklər kimi böyük cisimlər onların yolunu təsir edəcək, ancaq Andromedanın diametri o qədər böyükdür ki, Andromeda ilə günəş sistemimiz arasındakı xətt boyunca trilyonlarla qara dəliyi yerləşdirməyimizə baxmayaraq, bir seçim deyilik. Andromedanın görüntüsü və ya bu qara dəliklərin qalaktikadakı bütün işığı sarsıtması üçün! Beləliklə, astronomlar işığın çox hissəsinin bizə çatdığını söyləyərkən, qalaktikalararası məkanın demək olar ki, tam vakuum olduğunu və tam olaraq bizim istiqamətimizə gedən fotonların getməsini “sərbəst” adlandırırlar. Yenə də bunların yalnız sonsuz az bir hissəsi tam olaraq bizim istiqamətimizə gedir və gözəl fotoşəkillər üçün hələ də kifayətdir. Niyə? Buna görə də:

Andromedanın mütləq böyüklüyü (Günəşdən 40 $ daha işıqlı bir məsafədə $ 40 dəfə daha parlaq bir cisimin nisbi parlaqlığı) -21.5 $ civarındadır. Günəşimiz yalnız $ 5 civarındadır. Sayı nə qədər yüksək olarsa, obyekt daha az qaralır. Mütləq $ 1 $ olan bir obyekt Günəşdən $ 2.5 ^ {5-1} = 40 $ dəfə daha parlaq olardı. Andromeda ilə Günəşimiz arasındakı fərq $ -21.5-5 = -26.5 $. Bu deməkdir ki, Andromeda Günəşdən təxminən $ 2.5 ^ {26.5} təqribən 40.000.000.000 $ daha parlaqdır.

Gecə göydə nə qədər böyük olduğuna gəldikdə, uzununa ayın diametrindən təxminən altı dəfə çoxdur, ancaq yalnız parlaq mərkəzi hissəni görə bilərsiniz. Bütün dərəcəni görmək üçün daha çox işıq toplamaq və daha yaxşı, daha ətraflı bir görüntü yaratmaq üçün geniş bir diyafram teleskopuna və uzun pozlama fotoqraflığına ehtiyacınız var.

İnşallah, bu ibtidai izahatın bir köməkliyi olacaq. Andromeda bu gün hava icazə verərsə görünər :)


Erkən Gökadalar oxşar oldu

Lyman-break texnikası ilə yeni kəşf olunmuş qalaktikaların bir qrupu. Təsvir krediti: Astronomiya & amp; Astrofizika. Böyütmək üçün vurun
Beynəlxalq bir astronom qrupu, ən uzaq qalaktikaların ən ətraflı araşdırmalarından birini həyata keçirdi. Bu qalaktikalar çox uzaqdadır, Kainat mövcud yaşının yarısından az olanda göründüyü kimi görürük. Bu anketin ən böyük sürprizlərindən biri, bu gənc qalaktikaların indiki Kainatda gördüyümüz strukturlarla nə qədər uyğunluğu. Bu o deməkdir ki, qalaktikalar, ehtimal ki, əvvəllər düşünüləndən çox əvvəl toqquşma və birləşmə nəticəsində inkişaf etmişdir.

Fransa, ABŞ, Yaponiya və Koreyadan Denis Burgarellanın rəhbərlik etdiyi astronomlar qrupu bu yaxınlarda Erkən Kainatda yeni qalaktikaları kəşf etdi. Həm ultrabənövşəyi ultrabənövşəyi, həm də uzaq infraqırmızı dalğa boylarında ilk dəfə aşkar edilmişdir. Onların tapıntıları Astronomy & amp Astrophysics-in yaxın sayında bildiriləcək. Bu kəşf, qalaktikaların necə inkişaf etdiyini anlamaq üçün yeni bir addımdır.

Astronom Denis Burgarella (Observatoire Astronomique Marseille Provence, Laboratoire d & # 8217Astrophysique de Marseille, France) və Fransa, ABŞ, Yaponiya və Koreyadan olan həmkarları, bu yaxınlarda ilk dəfə Kainatdakı yeni qalaktikaların kəşf etdiklərini elan etdilər. ultrabənövşəyi ultrabənövşəyi və uzaq infraqırmızı dalğa boylarında. Bu kəşf erkən qalaktikaların ilk hərtərəfli araşdırılmasına səbəb olur. Kəşf haqqında Astronomy & amp Astrophysics-in yaxın sayında məlumat veriləcək.

Erkən qalaktikalar haqqında məlumat son on ildə böyük irəliləyişlərə imza atdı. 1995-ci ilin sonundan etibarən, astronomlar & # 8220Lyman-break texnikası & # 8221 kimi tanınan yeni bir texnikadan istifadə edirlər. Bu texnika çox uzaq qalaktikaların aşkarlanmasına imkan verir. Kainatın daha cavan olduğu vaxtlarda olduğu kimi görünür və dolayısıyla qalaktikaların necə meydana gəldiyini və inkişaf etdiyini göstərən ipuçları verir. Lyman-break texnikası uzaq qalaktika tədqiqatlarının sərhədini daha da sürüşmə z = 6-7-yə (yəni Kainatın indiki yaşının təqribən 5% -ə qədər) köçürdü. Astronomiyada qırmızı sürüşmə işıq dalğasının Yerdən uzaqlaşan qalaktikadan keçməsini göstərir. İşıq dalğası daha uzun dalğa uzunluğuna, yəni spektrin qırmızı ucuna doğru dəyişdirilir. Qalaktikanın qırmızı sürüşməsi nə qədər yüksəkdirsə, bizdən o qədər uzaqdır.

Lyman-break texnikası uzaq UB dalğa boylarında müşahidə olunan uzaq qalaktikaların xarakterik xüsusiyyətlərinə və # 8220 itkin düşməsinə və # 8221-yə əsaslanır. Uzaq bir qalaktikanın işığı 0.912 nm-də (fizik Teodor Lyman tərəfindən kəşf edilən hidrogenin udma xətləri sayəsində) hidrogen tərəfindən demək olar ki, tam şəkildə udulduğundan, qalaktika uzaq ultrabənövşəyi filtrdə & # 8220düşür & # 8221. Şəkil 2 "yoxa çıxmağı" göstərir. uzaq UV filtrindəki qalaktikanın. Lyman kəsilməsi nəzəri olaraq 0.912 nm-də baş verməlidir. Qısa dalğa uzunluğundakı fotonlar ulduzlar ətrafında və ya müşahidə edilən qalaktikalarda hidrogen tərəfindən əmilir. Yüksək sürüşməli qalaktikalar üçün Lyman fasiləsizliyi daha uzun bir dalğa uzunluğunda meydana çıxması və Yerdən müşahidə edilə bilməsi üçün yenidən dəyişdirilmişdir. Yerdəki müşahidələrdən astronomlar hazırda z-nin sürüşmə diapazonu ilə qalaktikaları aşkar edə bilirlər

6. Bununla birlikdə, aşkar edildikdən sonra, bu qalaktikalar haqqında çox zəif olduqları üçün əlavə məlumat əldə etmək hələ çox çətindir.

İlk dəfə Denis Burgarella və komandası Lyman-break texnikası ilə daha az uzaq qalaktikaları aşkar edə bildilər. Komanda müxtəlif mənşəli məlumatlar topladı: NASA GALEX peykindən ultrabənövşəyi məlumatlar, SPITZER peykindən infraqırmızı məlumat və ESO teleskoplarındakı görünən diapazondakı məlumatlar. Bu məlumatlardan, ultrabənövşəyi ultrabənövşəyi itkini göstərən təxminən 300 qalaktikanı seçdilər. Bu qalaktikaların 0.9-1.3 arasında dəyişən bir qırmızı sürüşmə var, yəni Kainatın mövcud yaşının yarısından azına sahib olduğu bir anda müşahidə olunur. Lyman Break Gökadaların ilk dəfə z-də böyük bir nümunəsi aşkar edilir

1. Bu qalaktikalar indiyə qədər müşahidə olunan nümunələrdən daha az məsafədə olduğundan, bütün dalğa boylarında daha parlaq və öyrənilməsi daha asandır və beləliklə ultrabənövşəyi infraqırmızıdan dərin analizlərin aparılmasına imkan verir.

Uzaq qalaktikaların əvvəlki müşahidələri, birinə yaxın UV və görünən dalğa boyu aralığında işıq saçan qalaktikaları da daxil edən iki sinif qalaktikanın kəşf edilməsinə səbəb oldu. Digər tip qalaktika infraqırmızı (IR) və submillimetr aralığında işıq yayır. İnfraqırmızı diapazonda ultrabənövşəyi qalaktikalar, UV-da isə qalaktikalar müşahidə olunmayıb. Bu cür qalaktikaların, bütün dalğa boylarında işıq saçan günümüzdəki qalaktikalara necə çevrilə biləcəyini izah etmək çətin idi. Denis Burgarella və həmkarları işləri ilə bu problemin həllinə doğru bir addım atdılar. Yeni z nümunəsini müşahidə edərkən

1 qalaktika, bu qalaktikaların təxminən 40% -inin infraqırmızı aralığında da işıq saçdığını tapdılar. Hər iki əsas növün xüsusiyyətlərini özündə birləşdirərək həm UB həm də İQ dalğa uzunluğu aralığında çox sayda uzaq qalaktikanın ilk dəfə müşahidə edilməsi.

Bu nümunə üzərində apardıqları müşahidələrdən sonra qrup bu qalaktikalar haqqında müxtəlif məlumatlar da verdi. UB və infraqırmızı ölçmələrin birləşdirilməsi bu uzaq qalaktikalardakı ulduzların əmələ gəlmə sürətini ilk dəfə müəyyənləşdirməyə imkan verir. Ulduzlar orada çox fəal, ildə bir neçə yüz ilə min ulduz nisbətində meydana gəlirlər (hal-hazırda Galaxy-də hər il yalnız bir neçə ulduz əmələ gəlir). Komanda morfologiyasını da araşdırdı və əksəriyyətinin spiral qalaktikalar olduğunu göstərdi. İndiyə qədər uzaq qalaktikaların əsasən qarşılıqlı təsir göstərən, nizamsız və mürəkkəb formalı qalaktikalar olduğuna inanılırdı. Denis Burgarella və həmkarları indi Kainatın mövcud yaşının təqribən 40% -i olduğu zaman görülən nümunələrindəki qalaktikaların, bizimki kimi bugünkü qalaktikalara bənzər nizamlı şəkillərə sahib olduqlarını göstərdilər. Qalaktikaların təkamülü anlayışımıza yeni bir element gətirirlər.


Spitzer gizli qalaktikaları tapır

Qalaktika qədər böyük və parlaq bir şeyi necə gizlədirsən? Onu kosmik tozda boğursan. NASA & # 8217s Spitzer Space Teleskopu, təxminən 11 milyard işıq ili uzaqlıqdakı dəhşətli parlaq qalaktikaların gizli bir populyasiyasını aşkar etmək üçün bu cür tozları gördü.

Bu qəribə qalaktikalar, 10 trilyon günəşin bərabər işığı ilə parlayan kainatdakı ən işıqlılardandır. Fəqət, onlar o qədər uzaqdadırlar və bu qədər toz içindədirlər ki, onları tapmaq üçün Spitzer & # 8217s-in yüksək həssas infraqırmızı gözləri lazım idi.

& Əslində görünməyən qalaktikaları görürük & # 8221, Astrophysical Journal Letters qəzetinin bugünkü sayında dərc olunan kəşfi detallandıran araşdırmanın həmmüəllifi İthaka, N. Cornell Universitetindən Dr. Dan Weedman dedi. & # 8220Past infraqırmızı missiyalar, 20 il əvvəl oxşar tozlu qalaktikaların olduğuna işarə etdi, lakin bu qalaktikalar daha yaxın idi. Bunları tapmaq üçün Spitzerin uzaq kainata kifayət qədər baxacağını gözləməli idik. & # 8221

Bütün bu tozlar haradan gəlir? Cavab tam aydın deyil. Toz ulduzlar tərəfindən söndürülür, ancaq qalxanaların ətrafına necə səpildiyi məlum deyil. Digər bir sirr, qalaktikaların müstəsna parlaqlığıdır. Astronomlar, kainatın ən işıqlı obyektləri olan qeyri-adi tozlu kvazarların yeni bir cinsinin içəridə gizlənə biləcəyini təxmin edirlər. Quasars, qalaktikaların mərkəzlərindəki nəhəng qara dəliklərdən qaynaqlanan nəhəng bir ampulə bənzəyir.

Astronomlar, bu kimi tozlu, parlaq qalaktikaların nəhayət öz Süd Yolumuz kimi daha solğun, daha az bulanık olanlara çevrildiyini də müəyyənləşdirmək istəyirlər. & # 8220Bizim Günəş kimi mümkün olan ulduzlar daha tozlu, daha parlaq məhəllələrdə böyüdü, amma həqiqətən bilmirik & # 8217; Bu qalaktikaları araşdıraraq, öz qalaktika tariximiz haqqında daha yaxşı bir fikir əldə edəcəyik və tədqiqatın aparıcı müəllifi Cornell Dr. James Houck dedi.

Cornell-in rəhbərlik etdiyi qrup, əvvəlcə gecə səmasının bir hissəsini, görünməyən qalaktikaların əlamətlərini yoxlamaq üçün Spitzer-də multibandlı görüntü fotometri adlı bir alət istifadə edərək taradı. Ekip daha sonra bu infraqırmızı məlumatlarda görülən minlərlə qalaktikanı, eyni bölgənin Milli Optik Astronomiya Rəsədxanası Dərin Geniş Sahə Tədqiqatı ilə əldə edilən ən dərin yerüstü optik görüntülərlə müqayisə etdi. Bu, yalnız Spitzer tərəfindən görülə bilən 31 qalaktikanın müəyyənləşdirilməsinə gətirib çıxardı. & # 8220Bu geniş ərazi yerdən araşdırma aparmaq üçün çox ay çəkdi və & # 8221, Dərin Geniş Sahə Araşdırmasının həmsədri müstəntiqi Dr. Buell Jannuzi dedi ki, & # 8220; Spitzerin tozlu qalaktikaları həqiqətən kosmik bir iynədir. samanlıq. & # 8221

Spitzer & # 8217 infraqırmızı spektrografından istifadə edərək aparılan digər müşahidələr bu 31 qalaktikadan 17-də silikat tozunun olduğunu aşkar etdi. Silikat toz dənələri qum kimi planet quruluş daşlarıdır, yalnız daha kiçikdir. Bu, bir qalaktika ətrafında silikat tozunun aşkar edildiyi ən keçmiş tarixdir. & # 8220Bu çox erkən dövrdə silikat tozunun tapılması, bizim kimi planetar sistemlərin qalaktikaların təkamülündə nə zaman meydana gəldiyini anlamaq üçün vacibdir & # 8221 dedi; tədqiqat həmmüəllifi, Spitzer Elm Mərkəzinin direktoru Pasadena, Dr. Kaliforniya və Pasadena'daki Kaliforniya Texnologiya İnstitutunun fizika professoru.

Bu silikat tozu da astronomların qalaktikaların Yerdən nə qədər uzaq olduğunu müəyyənləşdirməsinə kömək etdi. & # 8220Biz bir spektrograf istifadə edərək uzaq bir qalaktikadakı işığı qıra bilərik, ancaq ancaq silikat kimi bir mineraldan tanınan bir imza görsək, o qalaktikaya olan məsafəni anlaya bilərik & # 8221 Soifer dedi.

Bu vəziyyətdə, qalaktikalar kainatın yalnız üç milyard yaşında olduğu, indiki yaşının 13,5 milyard ilinin dörddə birindən az olduğu bir dövrə təsadüf edir. Tozlu cəhətdən bunlara bənzər, lakin Yerə çox yaxın olan Qalaktikalar ilk dəfə 1983-cü ildə NASA-Avropa İnfraqırmızı Astronomik Peykinin müşahidələri ilə işarə edildi. Daha sonra Avropa Kosmik Agentliyi və # 8217s İnfraqırmızı Kosmik Rəsədxanası müqayisə oluna bilən, yaxınlıqdakı obyektləri zəif qeyd etdi. Spitzer & # 8217s-in keçmiş missiyalardan 100 qat daha yüksək həssaslıq tələb edərək nəhayət tozlu qalaktikaları böyük məsafələrdə axtarması lazım idi.

Milli Optik Astronomiya Rəsədxanası Dərin Geniş Sahə Tədqiqatı, Tucson, Arizonun cənub-qərbində yerləşən Kitt Peak Milli Rəsədxanasında Milli Elm Fondu və 4 metrlik (13 fut) teleskopdan istifadə etdi.

NASA & # 8217s Jet Propulsion Laboratoriyası, Pasadena, Calif., NASA & # 8217s Science Mission Directorate, Washington DC üçün Spitzer Space Teleskop missiyasını idarə edir Elm əməliyyatları Spitzer Elm Mərkəzində aparılır. JPL, Caltech-in bir bölməsidir. İnfraqırmızı spektrograf Ball Aerospace Corporation, Boulder, Colo. Tərəfindən inşa edilmiş və inkişafına Houck rəhbərlik etmişdir. Multibandlı görüntüləmə fotometri Ball Aerospace Corporation, Arizona Universiteti, Tucson, Arizona və Boeing North American, Canoga Park, Calif tərəfindən hazırlanmışdır.İnkişafına Arizona Universitetindən Dr. George Rieke rəhbərlik etmişdir.

İnfraqırmızı Astronomik Peyk, NASA, Elm və Mühəndislik Tədqiqatlar Şurası, İngiltərə və Hollandiya Aerokosmik Proqramları Agentliyi, Hollandiya arasında ortaq bir səy idi.


Astronomiya, HWL04

A) bütün qalaktikalar eyni vaxtda doğuldu və hamısı eyni anda öləcək.

B) bütün qalaktikalarda milyardlarla ulduz var və bütün qalaktikaların spiral formaları var.

C) Yerli Qrup xaricindəki bütün qalaktikalar bizdən uzaqlaşır və nə qədər uzaqlaşsalar, bir o qədər sürətli gedirlər.

D) Yerli Qrup xaricindəki bütün qalaktikalar Yerli Qrupun ətrafında dövr edir.

A) kainatın bu vaxta qədər teleskoplarla çəkdiyimiz hissəsi

B) kainatın, məsələn, üfüqün altında olması ilə gözdən gizli olmayan hissəsi

C) kainatın gözlə görülə bilən hissəsi

A) Yerin Günəş ətrafında çevrilmə sürəti, yerli günəş qonşuluğundakı ulduzların bizə nisbətən tipik sürətləri, Yerin öz oxundakı fırlanma sürəti, Samanyolu Qalaktikasının mərkəzində dövr edən günəş sistemimizin sürəti, bizə nisbətən uzaq qalaktikalar

B) Yerin öz oxundakı fırlanma sürəti, Yer kürəsinin Günəşə dair inqilab sürəti, yerli günəş qonşuluğundakı ulduzların bizə nisbətən tipik sürətləri, Samanyolu Qalaktikasının mərkəzində dövr edən Günəş sistemimizin sürəti, çox sürətlər bizə nisbətən uzaq qalaktikalar

C) Samanyolu Qalaktika mərkəzinin ətrafında dövr edən günəş sistemimizin sürəti, Yerin Günəş ətrafında inqilab sürəti, Yerin öz oxundakı fırlanma sürəti, bizə nisbətən çox uzaq qalaktikaların sürətləri, yerli ulduzların tipik sürətləri bizə nisbətən günəş məhəlləsi

D) Yerin Günəşə dair çevriliş sürəti, Yerin öz oxundakı fırlanma sürəti, Samanyolu Qalaktikasının mərkəzində dövr edən günəş sistemimizin sürəti, yerli günəş qonşuluğundakı ulduzların bizə nisbətən tipik sürətləri bizə nisbətən uzaq qalaktikalar


Gökadaları inkişaf edirsə və ya tükənirsə necə hesablaya bilərik?

Kainatdakı qalaktika sayının təxminində yalnız indi mövcud olanlar var ya da işığının bizə tərəf getdiyini indi görə biləcəyimiz? Demək istədiyim odur ki, indi gördüyümüz bəzi şeylər inkişaf etmiş və ölmüş olmalıdır. Göyə baxanda eyni şeyin, məsələn, bir ulduz kimi təkrarlandığını yalnız fərqli vaxtlarda və məsafələrdə görürsən?

Bu saxta rəngli görüntü, 'Lockman Hole' olaraq bilinən bir səmanın yamacını göstərir. [+] Herschel gəmisində SPIRE aləti. Böyük Ayı Böyük Ulduzun şimal bürcündə yerləşən ‘Lockman Hole’ göydəki demək olar ki, ön çirklənmədən məhrum bir sahədir və beləliklə uzaq Kainatdakı qalaktikaların müşahidələri üçün idealdır. Görüntünün demək olar ki, hər nöqtəsi hər birində milyardlarla ulduz olan və Kainatın yalnız bir neçə milyard yaşında olduğu zaman 10-12 milyard il əvvəl olduğu kimi görünən bütöv bir qalaktikadır. Mavi, yaşıl və qırmızı rənglər Herschel-in müşahidələri üçün istifadə olunan üç uzaq infraqırmızı dalğa boyunu təmsil edir: sırasıyla 250, 350 və 500 mikron. Ağ rəngdə göstərilən qalaktikalar hər üç dalğa zolağında bərabər intensivliyə malikdir və ən çox ulduz yaradanlardır. Bu qalaktikaların ayrı-ayrılıqda aşkarlanması xüsusilə çətindir, çünki hər ikisi son dərəcə zəif və çoxsaylıdır, belə ki, onların çoxu Herschel şəkillərində üst-üstə düşür. Bu, bu sis üçün cavabdeh olan qalaktikaların yığılma modelini əks etdirən Kosmik İnfraqırmızı Arxa Plan (CIB) kimi tanınan infraqırmızı radiasiyanın bir sisini yaradır. CIB-nin və onun dalğalanmalarının öyrənilməsi qalaktikaların həm kiçik, həm də böyük miqyasda qruplaşma meylini araşdırmaq üçün son dərəcə güclü bir vasitədir. Təsvir krediti: ESA & amp SPIRE konsorsiumu & amp HerMES konsorsiumu

Kainatdakı qalaktikaların ümumi sayını saymağa çalışmaq, heç kimin qalaktikaları saymaq üçün sonsuz bir vaxt sərf etmək istəmədiyi hissənin çətinləşdirdiyi çətin bir işdir. Bunun əvəzinə, ümumiyyətlə etdiyimiz şey, göyün çox kiçik bir sahəsindəki qalaktika sayını saymaqdır. Ümumiyyətlə nə olur ki, bir teleskopu çox boş, qaranlıq bir göy yamağına yönəldirik və bir müddət gözləyirik. Bunu Hubble ilə bir neçə dəfə etdik və indi dərin tarlalar dediyimizi yaratdıq. İndi Hubble Deep Field, Hubble Ultra Deep Field və Hubble eXtreme Deep Field var. (Bir daha, astronomlar özlərini olduqca praktik bir adla sübut edirlər.) Həqiqətən dərin bir görüntü əldə etdikdən sonra, göydəki hər bir təbəqənin təxminən eyni görünəcəyini düşünə bilərik (etibarlı bir fərziyyə deyə bilərik). Daha sonra həmin göy parçasındakı qalaktika sayını baxdığımız səma hissəsinə görə çoxaldıb çox ümumi qalaktikaların sayının təxmini. Hey presto: bir neçə yüz milyard qalaktika!

Ən yaxşı kadrlar portfelini yığan fotoqraflar kimi, astronomlar da yeni, yaxşılaşdırılmış bir montaj hazırladılar. [+] bəşəriyyətin kainata ən dərin baxışının portreti. EXtreme Deep Field və ya XDF adlandırılan foto, orijinal Hubble Ultra Deep Field-in mərkəzində bir səma yamağında çəkilmiş 10 illik NASA Hubble Space Teleskop fotoşəkilləri birləşdirilərək yığılmışdır. XDF, Dolunayın açısal diametrinin kiçik bir hissəsidir. Hubble Ultra Deep Field, 2003 və 2004-cü illərdəki Hubble Space Teleskop məlumatları istifadə edərək yaradılan, fornaks bürcündəki kiçik bir sahənin görüntüsüdür. Bir neçə saatlıq müşahidələr zamanı zəif işıq toplayaraq həm yaxın, həm də çox minlərlə qalaktikanı ortaya qoydu. uzaq, onu o vaxt çəkilən kainatın ən dərin görüntüsünə çevirir. Yeni tam rəngli XDF görüntüsü daha solğun qalaktikalara çatır və Hubble'ın yeni infraqırmızı kamerasından qırmızı işıqda çox dərin təsirləri əhatə edir və bu da kainatdakı ən erkən qalaktikaların yeni araşdırmalarını təmin edir. XDF, daha kiçik görmə sahəsi daxilində təxminən 5500 qalaktika ehtiva edir. Ən zəif qalaktikalar, insan gözünün görə biləcəyi parlaqlığın on milyarddan bir hissəsidir. Image Kredit: NASA, ESA, G. Illingworth, D. Magee və P. Oesch (Kaliforniya Universiteti, Santa Cruz), R. Bouwens (Leiden Universiteti) və HUDF09 Komandası

Ancaq yalnız işığı bizə çatan qalaktikaları görə biləcəyimiz təklifinizlə tamamilə puldasınız. Bu, müşahidə etməyimizi kökündən məhdudlaşdırır, beləliklə bizdən ən uzaq olan qalaktikalar da indiki zamandan çox uzaqdır.

Və burada nəhəng bir tapmaca başlayırıq, çünki keçmişi ən uzaqda gördüyümüz ən uzaq qalaktikalar, indiki zamana daha yaxın gördüyümüz yerli, yaxın kainatımızda gördüyümüz qalaktikalardan çox fərqlidir. Bu, yenə də təklif etdiyiniz kimi, Hubble Deep Fields kimi görüntülərdə görə biləcəyimiz qədim qalaktikaların müşahidə etdiyimiz işığın onlardan ayrıldığı vaxt arasında inkişaf etməsi və dəyişməsi lazım olduğu mənasını verir. İndi. Galaxies which were once independent will have merged in the billions of years which have passed while that light was making its long way to us. Some galaxies will have used up or lost the gas they need to create new stars - one of the few ways a galaxy can “die out”, though its existing stars will disagree with you on how dead they are. Some galaxies will have uneventful evolutions, though they will still evolve. At a base level, galaxies will be creating more stars over time and adding to their own mass, though the number of new stars they make each year will drop over time.

It is known today that merging galaxies play a large role in the evolution of galaxies and the . [+] formation of elliptical galaxies in particular. However there are only a few merging systems close enough to be observed in depth. The pair of interacting galaxies picture seen here — known as NGC 3921 — is one of these systems. NGC 3921 — found in the constellation of Ursa Major (The Great Bear) — is an interacting pair of disc galaxies in the late stages of its merger. Observations show that both of the galaxies involved were about the same mass and collided about 700 million years ago. You can see clearly in this image the disturbed morphology, tails and loops characteristic of a post-merger. The clash of galaxies caused a rush of star formation and previous Hubble observations showed over 1000 bright, young star clusters bursting to life at the heart of the galaxy pair. Image credit: ESA/Hubble & NASA

Untangling the complex line which can connect a nearby galaxy to the sort of galaxy it might have been, billions of years ago, is a whole subfield of astronomy, under the moniker of galaxy evolution.

It’s important to keep in mind that it’s not quite as simple as seeing the same things repeated over and over again. The galaxies we see much earlier in their lives than our own are truly, physically, very far away, which is why we see them so far removed in time. They will be evolving over time in their own physical space, but they should evolve into something that looks like the galaxies near us. Distant galaxies seem to be the same everywhere we look, so we shouldn’t be looking at a special group of distant galaxies that would evolve in a unique way. They’re not the same galaxies as the ones that built our own galaxy, but they should be pretty similar. It’s up to us to learn what the pathway between ancient and current day must have been.


Hubble Finds Most Distant Galaxy Yet

By: Monica Young March 4, 2016 2

Bu kimi məqalələri gələnlər qutunuza göndərin

Astronomers using the Hubble Space Telescope have measured a precise distance to a galaxy dwelling in the cosmic dawn.

The Hubble Space Telescope has enabled a precise distance measurement to the galaxy dubbed GN-z11, which was furiously forming stars 400 million years after the Big Bang. The galaxy appears red in this infrared image, but if its light didn't have to traverse space and time to reach us, its new stars would be burning blue.
NASA / ESA / P. Oesch / G. Brammer / P. van Dokkum / G. Illingworth

Does the title give you a sense of déjà vu? Surely, you might think, we’ve probed the farthest stretches of the universe before. And we are indeed approaching the limit to what the Hubble Space Telescope can see of the cosmic dawn — yet the fortune-favored satellite still has some surprises in store for us.

Astronomers had already used Hubble to find hundreds of galaxies that existed less than 1 billion years after the Big Bang, as well as a handful that were around even earlier than that. Now, observations have zeroed in with greater precision than ever before on one particular object that breaks all previous distance records: a humdinger of a galaxy dubbed GN-z11 that dwells in a universe just 400 million years old (at a redshift of 11.1, in astronomer-speak).

Though the universe only started forming stars when it was about 100 million years old, this galaxy already holds a billion Suns’ worth of mass in its stars. It’s churning out even more at a rate between 14 and 34 solar masses a year — dozens of times higher than Milky Way’s stars formation rate.

"It's amazing that a galaxy so massive existed only 200 million to 300 million years after the very first stars started to form,” said Garth Illingworth (University of California, Santa Cruz) in a press release. “It takes really fast growth, producing stars at a huge rate, to have formed a galaxy that is a billion solar masses so soon."

This diagram shows a timeline of the universe, stretching from the present day (left) all the way back to the Big Bang (right). The previous record-holder at a spectroscopic redshift of 8.68.
NASA / ESA / B. Robertson / A. Feild

Thanks to its stars, GN-z11 is incredibly luminous, radiating three times the ultraviolet light typical of galaxies in that early era. That trait was key to measuring its distance with such high precision.

Once More, With Precision

When galaxies lie so far away, not only do they appear faint, but their light also shifts redward, the wavelengths stretching out as they traverse space and time. Light that was initially emitted at ultraviolet wavelengths has lengthened to infrared radiation by the time it arrives at Hubble’s detectors.

Astronomers measure distance to these faraway galaxies by looking for a clear imprint in their spectra. Hydrogen that fills the early universe absorbs virtually all light at wavelengths shorter than 121 nanometers. So while a galaxy’s light at longer wavelengths may pass through the universe relatively unmolested, light at wavelengths shorter than that magic number will disappear, absorbed into interstellar and intergalactic gas.

Galaxies emit light at many wavelengths, but some light will be absorbed by clouds of hydrogen gas. That break, where light is absorbed into gas clouds and disappears from the spectrum, shifts to longer wavelengths as the galaxy's light travels the long way to Earth. Taking a spectrum can identify the location of this break precisely, but often astronomers are limited to images rather than spectra. In the latter case, they look for a galaxy to disappear from images taken at shorter wavelengths.
NASA / ESA / C. Christian and Z. Levay

Locating this break in a spectrum gives astronomers an easy measure of how far a galaxy’s light has shifted redward — its spectroscopic redshift. But easy is only as easy does: Hubble’s deep looks capture regions of space teeming with faint and faraway galaxies (such as CANDELS), and it’s far from easy to take the spectrum of every object in the field of view.

Instead astronomers collect the poor man’s version of a spectrum by taking pictures of the same field at many different wavebands. They locate the drop-off in light when they see a galaxy disappear from images taken at shorter wavebands. This process gives an object’s so-called photometric redshift.

But photometric redshifts can be deceiving. A previous record-holder for the “most distant galaxy” title had the lovely name UDFj-39546284. Its photometric redshift of 11.9 placed it in a universe just 380 million years old. But follow-up spectra called that result into question: the galaxy might actually lie much closer to Earth than originally thought. The next most distant galaxy has a photometric redshift of 10.7.

Spectroscopic redshifts remain the golden standard for measuring distance — it’s just been difficult to find galaxies bright enough to pass through a spectrograph with a legible result. GN-z11 happens to be exceptionally bright, and that’s what enabled Pascal Oesch (Yale) and his team to measure its redshift so precisely. The result will be published in the Astrofizika jurnalı.

This result may represent the edge of Hubble’s reach, but it’s only the beginning when it comes to future telescopes such as James Webb and WFIRST, whose longer-wavelength detectors will probe hundreds of galaxies even further back in cosmic time.

Watch the video below to find the whereabouts of this galaxy in your night sky:


Truth Behind the Photos: What the Hubble Space Telescope Really Sees

The nearly 20-year-old Hubble Space Telescope has taken many iconic images of the cosmos and is even the star of a new 3D IMAX movie that gives viewers a chance to fly through those snapshots. But does Hubble show us what the universe really looks like?

Yes and no, according to NASA.

When Hubble beams down images, astronomers have to make many adjustments, such as adding color and patching multiple photos together, to that raw data before the space observatory's images are released to the public.

Hubble doesn't use color film (or any film at all) to create its images. Instead, it operates much like a digital camera, using what's called a CCD (charge-coupled device) to record incoming photons of light. [Spectacular Photos From The Revamped Hubble Space Telescope]

Hubble's CCD cameras don't measure the color of the incoming light directly. But the telescope does have various filters that can be applied to let in only a specific wavelength range, or color, of light. Hubble can detect light throughout the visible spectrum, plus ultraviolet and infrared light which is invisible to human eyes.

The observatory will often take photos of the same object through multiple filters. Scientists can then combine the images, assigning blue light to the data that came in through the blue filter, for example, red light to the data read through the red filter and green light to the green filter, to create a comprehensive color image. [Most Amazing Hubble Discoveries ]

"We often use color as a tool, whether it is to enhance an object's detail or to visualize what ordinarily could never be seen by the human eye," NASA officials explain on the agency's Hubble Web site.

For some Hubble photos, such as the galaxy ESO 510-G13 for example, the end result is a close approximation of the colors people would see with their own eyes were they to visit the distant sight in a spacecraft.

Though even these photos are an enhanced version, since most celestial objects, such as nebulas, emit colors that are too faint for human eyes to make out. It takes a telescope, letting light build up in its CCD over time, to see the rich hues in Hubble photos.

And for other Hubble images, scientists assign colors to the filters that don't correspond to what that light would look like to human eyes. They do this when using light from infrared and ultraviolet filters, since those wavelength ranges have no natural colors, or when combining light from slightly different shades of the same color.

"Creating color images out of the original black-and-white exposures is equal parts art and science," NASA said.

For example, Hubble photographed the Cat's Eye Nebula through three narrow wavelengths of red light that correspond to radiation from hydrogen atoms, oxygen atoms, and nitrogen ions (nitrogen atoms with one electron removed). In that case, they assigned red, blue and green colors to the filters and combined them to highlight the subtle differences. In real life, those wavelengths of light would be hard to distinguish for humans.

The Hubble Space Telescope launched in April 1990 and has been visited by NASA astronauts multiple times for vital repairs, maintenance and upgrades.

The most recent visit was in May 2009, when astronauts performed five tricky spacewalks to add a new camera, spectrograph, and make unprecedented repairs and upgrades that left Hubble more powerful than ever before.

NASA scientists hope those upgrades will add at least five more years of life to the aging Hubble Space Telescope.


Why explore a galaxy, far, far away?

Looking at billion-year old galaxies will help us understand life, the universe and everything, writes Kylie Andrews.

The Andromeda Galaxy, which is only 2.5 million light-years away from Earth, is a spiral galaxy. The galaxies in Galaxy Explorer are much further away. (Source: NASA/JPL-Caltech)

It's part of being human to want to make sense of the world around us.

These days, expanding our knowledge involves looking further and further out into space, grappling with some of the mind-bogglingly vast questions about the existence of the universe and trying to understand the creation of everything in it.

That's the purpose of Galaxy Explorer, ABC Science's citizen science project asking regular people to help scientists classify galaxies to help out astronomers.

The research project behind Galaxy Explorer is the Galaxy and Mass Assembly (GAMA) project — a global research project led by Professor Simon Driver from the International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) in Western Australia.

"GAMA is blue sky," says Driver, "we want to understand the evolution of energy, the evolution of mass and the evolution of structure."

Most of us are more concerned about whether our energy is renewable or not, and how much it costs! But the astronomers involved in Galaxy Explorer want to understand the origin of energy in the universe.

"We want to understand all the processes in the universe that generate energy, and we want to understand how this has evolved," says Driver.

And that's just one of the big questions they're interested in.

Why look at images of far-off galaxies?

There are over 200,000 images of galaxies between 800 million to 4 billion light-years away to be classified by citizen scientists in Galaxy Explorer.

Comparing distant galaxies will help scientists understand inconsistencies with what's observed in the universe and what's predicted by Einstein's equations, and as a result may change our fundamental understanding of dark matter and dark energy.

They will also help astronomers understand how galaxy evolution has changed through time, which will provide insight into how the processes in the universe have evolved.

"We're drilling a hole right through the universe, collecting samples of galaxies," says Driver.

"Because it takes so long for light to travel when we're looking at something further away we're looking at something as it was in the past."

It's very analogous to drilling a core sample in Antarctic, he says, where every layer tells you something about what conditions on Earth were like at different times.

Similarly, astronomers can look at examples of nearby galaxies and far-away galaxies and work out how they might have changed.

Galaxy evolution has changed through the history of the universe

Astronomers believe the process that drives galaxy growth has changed from the time of the early universe.

"So far we think that right after the Big Bang, gravity started to pull galaxies together, and then they went through a period when there was lots of merging, lots of collisions, and violent episodes leading to distorted looking galaxies," says Driver.

Galaxies undergoing collisions tend to be highly distorted and have an asymmetrical shape.

While mergers may have been the dominant process early on, gas accretion is much more common now, he says. This occurs when a galaxy swallows gas and it results in a symmetrical flattened rotating disk of stars, often with spiral arms.

"That's when we start to see the beautiful spiral arms and those sort or ordered symmetrical structures," says Driver.

Comparing galaxies of differing age should allow astronomers to confirm this theory of galaxy evolution.

"It will also provide detailed information about when mergers were taking place, when the gas accretion began, and when galaxies first started to develop spiral arms and other features of more ordered systems," says Driver.

What does the shape and size of the galaxy tell us?

These are some of the different types of galaxies you'll see in Galaxy Explorer

Each galaxy carries a record of how it formed and its evolutionary history is encoded in its shape, colour, and features.

If a galaxy has a central bulge then it's probably the result of a merger that has had time to re-organise itself into a spherical shape. If it's a thin disc then it's grown by slowly swallowing gas.

"A lot of galaxies we see have a central bulge and a thin disk. Which suggests that the galaxy first formed by merging and then later on it formed a disc through gas accretion," says Driver.

If a galaxy looks messy or irregular then it's undergoing a significant evolutionary event — either merging with another galaxy or accreting gas very fast. These galaxies aren't in equilibrium.

Alternatively, if a galaxy is left alone and hasn't undergone any major mergers for a long time then a bar may start forming. This begins if there's a region where there are slightly more stars. With time, these stars tend to pull others towards them.

"An over-density of stars rotating round a galaxy's centre will pull on the ones in front, slowing them down, and accelerate the ones behind," says Driver.

"And over time, you go from a flat Frisbee-like structure to a galaxy with a bar. But it only happens if a galaxy is left alone. If another galaxy goes by, it gives enough of a kick that disrupts that bar process."

When it comes to spiral arms, the process that forms them is not fully understood.

"They're believed to be a shock-wave or density-wave that permeates out from the centre of the galaxy," says Driver.

Many galaxies have all three features — bulges, bars and spiral arms — telling a complex story of evolution.

Why we need citizen scientists to help

With the help of citizen scientists, the astronomers will be able to very quickly build up statistics as to how many galaxies have bars, how many have spiral arms, how many have bulges, how many are in a state of merging, and how many look very smooth.

"These statistics can be used to build a model of how the entire galaxy population in the universe has evolved," says Driver.

"It would take an enormous amount of time for us to go through every galaxy one by one — we're just a team of five or six here."

The astronomers understand that the process of classifying galaxies will be challenging for some people. It's a process they themselves often have trouble with.

"That's why we have to make sure that every galaxy is looked at by five people," says Driver.

"We should then be able to look at the average of those five. If they all agree it's a dead certainty. If all five disagree then it's probably one of those ones that's really hard to classify and we need to have a look at it ourselves. And if four agree and one doesn't then we can probably weed that one person out, and go with the majority."

Answering the big questions

Besides the evolution of galaxies and the origin of energy, Driver and his team are also interested in other big questions like how mass built up in the universe and the processes that created gravity.

"So maybe if we carry on studying the distribution of galaxies, carrying on studying the motions of galaxies we'll start to get some insight.

"We're just trying to understand this strange force called gravity in all its glory, and then one day we may find a way to harness it, just like we harnessed electromagnetism and use it to our benefit."

How you can helpCan you volunteer some time to be a citizen scientist? Visit Galaxy Explorer and start classifying galaxies for astronomers as part of a real research project. Get involved in August and you could win a wi-fi telescope. Schools can join in too.

Use these social-bookmarking links to share Classify a galaxy, far, far away.


Astronomers accidentally discover a nearby galaxy in a Hubble image!

Stars, gas, clusters, galaxies… even though they're separated by vast distances in space, we don’t directly notice that distance when we look up at the sky because that third dimension is compressed. Something very far away can appear to be right next to something much closer to us, like looking out a window and seeing a nearby tree apparently right next to a distant mountain.

There's so çox stuff out there, though, that coincidental superposition happens a lot. We just don't see it often in astronomical photos because for the most part these objects are so far away they're really, really faint, so they don't show up in the pictures unless the telescope is big, the camera sensitive, and the exposure time long.

Hey, Hubble's kinda big, has sensitive cameras, and can take long exposures. So yeah, it sees these sorts of things all the time. Many shots from Hubble show nearby stars, distant galaxies and everything in-between in a single image.

Well, not hər şey. Even nearby objects can be dim if they're intrinsically faint… and that brings me to an observation that I simply love.

The globular cluster NGC 6752 (bottom), when observed near its core with Hubble (right), reveals it’s hiding a very dim dwarf galaxy (upper left). Credit: NASA, ESA, L. Bedin (Astronomical Observatory of Padua, Italy), and Digitized Sky Survey 2

At the bottom of that image is a ground-based image of the globular cluster NGC 6752, a roughly spherical collection of over 100,000 stars all orbiting each other. As a unit they orbit our Milky Way and are about 13,000 light years from Earth.

Astronomers pointed Hubble at NGC 6752 for a long, long time, taking incredibly deep exposures of it to see the very faintest stars they could, so they can better understand the population of faint stars residing there. The science behind this is interesting and important, but it yielded an extra dividend: while they were examining the Hubble images taken near the core, they found a small clutch of faint stars all together in one spot.

The tiny and faint dwarf galaxy Bedin I is almost hidden in the background among the much brighter stars in the globular cluster NGC 6752. Note several other far more distant galaxies can be seen, too. Credit: NASA, ESA, and L. Bedin (Astronomical Observatory of Padua, Italy)

As you can see in the image, most of the stars in NGC 6752 are brighter and evenly spread around, so these being dimmer and clumped together meant they were looking at something different: An extremely faint galaxy, far in the background of the globular cluster!

But how far? Given that individual stars can be seen in the galaxy — which the astronomers named Bedin I, after the lead investigator on the team, Luigi Bedin — it can’t be too far away, but the exact distance is important to figure out. Analyzing the stars in this galaxy is really hard, though, because for one thing it's incredibly dim. Their combined light brings this galaxy to a magnitude of about 20 — the faintest star you can see with your naked eye is 400,000 times brighter. And that's for the whole galaxy the individual stars are hundreds of times fainter.

The globular cluster NGC 6752, in a Hubble image taken in 2012. Credit: ESA/NASA/Wikisky

Worse, it's sitting right near the core of NGC 6752 (well, from our point of view), so there are lots of far brighter stars sitting near and even on top of it, contaminating the sample. And finally, as bad luck would have it, the galaxy is near the edge of the image’s field of view. The technique used to combine all the observations into one super-deep image tends to make observations near the edge shallower, so we don't see the faintest stuff in the galaxy as well as if it were near the center of the field of view.

Still, enough individual stars are visible for the astronomers to examine them carefully. They were able to find quite a few red giant stars, which are great benchmarks: The very brightest of these old, dying stars tend to always give off the same amount of light, so by measuring how bright they appear we can measure their distance.

The astronomers determined that Bedin I is about 28 million light years away. That's close, relatively speaking, though well outside the Local Group of galaxies which holds our Milky Way, Andromeda, and a couple of dozen other galaxies. Given how bright it is, that makes Bedin I a dwarf galaxy for sure. It's about 2,700 x 1,100 light years in size, which is tiny — the Milky Way is 100,000 light years across!

But this gets better. Looking at the colors of the stars, the astronomers found that the stellar population is old, and I mean old: something like 13 billion years old, almost as old as the Universe itself! This galaxy formed right after the cosmos did, made a bunch of stars right away, then… stopped. It doesn't appear to have any gas or dust left in it, so it doesn't have the materials needed to make more stars.

The spiral galaxy NGC 6744, a nearby spiral that’s quite similar to the Milky Way. Credit: ESO

That makes Bedin I a dwarf spheroidal galaxy — a relic galaxy, a fossil of truly ancient times. It also appears to be isolated, not near any other galaxies, so it's likely to have been untouched since it formed eons upon eons ago. It does appear to be in the same region of sky and at about the same distance as the big spiral NGC 6744 (which coincidentally, I wrote about just a few months ago), but even then they're separated by at least two million light years, a huge distance (Andromeda is about that far from the Milky Way), so even then it looks very likely that Bedin I is quite isolated.

What a great discovery! This is probably the least luminous galaxy every seen at such a distance in fact second place is held by a galaxy much, much closer to us. Intrinsically faint galaxies are incredibly difficult to detect past about 13 million light years, so Bedin I is a treasure at more than twice that distance. We don't have many examples of these dwarf spheroidal galaxies because they're so hard to detect, so this one can help astronomers understand how they form, how they've lived, and what this means for bigger galaxies like ours (which grew to their present huge size in part due to gobbling down dozens of smaller galaxies like this one).

Like I said, I love this. When I worked on Hubble one of my favorite self-imposed tasks was looking at all the images we got to see if anything interesting showed up in the background. I found a lot of cool stuff (including a planetary nebula in a nearby galaxy that we got enough info on to publish a short paper), but nothing as important as this.


The Galactic Eye of Sauron

Oooo, what a pretty galaxy! That’s NGC 4151, a spiral galaxy in the constellation of Canes Venatici. This image was taken by my friend Adam Block using the 81 cm Schulman Telescope at the Mount Lemmon SkyCenter in Arizona. It’s an amazing 20 hour exposure! And oh my yes, you want to see the full-res version. It’s a stunner.

As you can see though, as beautiful as it is, NGC 4151 is a bit odd. It has far-flung and faint spiral arms, but also a brighter ring of stars and gas closer to the center. The ring is blue, indicating the presence of lots of hot, young, massive stars these blast out bluer light than the Sun does, and at much higher rates, making their existence clear.

NGC 4151 is one of the closest galaxies in the Universe with an actively feeding black hole in its center. As far as we know, all big galaxies have a supermassive black hole at their hearts, ranging from millions to billions of times the Sun’s mass. But most are quiescent, dark. Some, though, have material falling into them. This stuff piles up around the hole, forming a flat disk called an accretion disk. The material in the disk can get çox hot, and also very bright. So, while the black hole itself is dark, that material can be so bright it can make the galaxy visible clear across the Universe.

So how far away is NGC 4151? Most catalogs list it as roughly 40 million light-years away. But a paper from 2014 shows that it’s much farther than that: more like 60 million light-years! The new study used a nifty technique, called echo mapping.

When matter falls into the black hole, it is not always a smooth flow. A star can fall in, or a big clump of material. When that happens, a flare of high-energy light is emitted. This can light up the disk of material around the black hole, but there’s a delay in how long it takes the disk to brighten because of the huge distances involved it takes time for the light to reach it. By carefully measuring the time it takes for the disk to respond to a flare, and comparing that with the measured size of the disk, the distance to the galaxy can be found.

The new measurement of 62 million light-years looks pretty good. The old measurements are based on things like the galaxy’s redshift, and that can be misleading for nearby galaxies (if it’s in a cluster, for example, it can be moving rapidly and mess up the redshift measurements). Apparently, something like that is the case here, and NGC 4151 is half again farther away than we thought.

I find it rather humbling that we are still figuring out the distances to even nearby galaxies. Sometimes we have a lot of confidence in the distance, and other times we’re off by a factor of 50 percent or more. It’s a good reminder that we need to be careful about such things.

But at the same time, it’s astonishing that we can measure the distances to galaxies at all! Even nearby galaxies are so far away that the light we see left them when humans barely existed, and for many we see light so ancient the Earth itself hadn’t formed when they sent their photons our way. And yet, despite distances so terrible they crush our sense of scale, we can still get a decent measurement just how large that distance is.

I love that we’re so curious as a species that we want to find out answers to questions like these: How far away are galaxies? Why are they shaped the way they are? How are they formed, how do they age, how do they die? Why do they all have monster black holes in their cores?


Videoya baxın: Kainatın harasına qədər gedə bilərik? (Sentyabr 2021).