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10 misteri galattici della Via Lattea
Lo spazio è pieno di misteri. Dalle domande alle quali dobbiamo ancora rispondere sulle stelle ai pianeti e alle lune nel nostro sistema solare, ci sono un sacco di cose da fare con i nostri telescopi. Eppure alcuni misteri sono su una scala ancora più grande, e quelli seguenti sono letteralmente galattici.
10Birthplace Of The Sun
Stelle come il nostro sole nascono in gruppi con altre stelle simili. Questi fratelli stellari si formano dalla stessa nube di gas, e quindi hanno la stessa composizione chimica. Eppure abbiamo esaminato 100.000 stelle entro 325 anni luce dalla Terra e ne abbiamo trovate solo due che sono una stretta corrispondenza con il Sole. Il nostro sole è solo, il che significa che è stato cacciato via o abbandonato dal suo ammasso 4,5 miliardi di anni fa.
Un buon candidato per il suo luogo di nascita era Messier 67, un ammasso nella costellazione del Cancro a circa 2.900 anni luce di distanza. Le stelle hanno un'età, una temperatura e una chimica simili al nostro sole. Tuttavia, gli astrofisici della National Autonomous University of Mexico hanno fatto delle simulazioni nel 2012 e hanno scoperto che M67 semplicemente non funzionava.
Il Sole avrebbe avuto bisogno di un allineamento improbabile di parecchie stelle massicce per buttarlo fuori, e la velocità necessaria avrebbe squarciato il disco planetario, impedendo alla Terra di formarsi. Inoltre, il movimento verticale di M67 nel piano galattico è cinque volte maggiore di quello del Sole e dovrebbero essere uguali.
È possibile che l'ammasso del Sole semplicemente non esista più e tutti i suoi cugini si siano allontanati. Un'altra ipotesi è che provenisse da un punto più vicino al centro della galassia, dove si trovano molte stelle simili al Sole.
La migliore possibilità di capire la risposta è il satellite europeo Gaia. Lanciato nel 2013, Gaia sta mappando la composizione chimica di un miliardo di stelle. La missione dovrebbe terminare entro il 2018 e fornirà una conoscenza senza precedenti sull'evoluzione della galassia.
9Waves Made Of Stars
Le scoperte in astronomia spesso non sono fatte solo guardando attraverso un telescopio e vedendo cosa c'è. A volte, un osservatorio produce una vasta gamma di dati da un pezzo di cielo, e gli scienziati impiegano anni per trarre conclusioni dalle informazioni. Lo Sloan Digital Sky Survey è uno di questi progetti. Usando un telescopio nel Nuovo Messico, ha trascorso l'ultimo decennio ad osservare 930.000 galassie, 120.000 quasar e quasi mezzo milione di stelle nella Via Lattea.
Usando questi dati, un gruppo di astronomi ha notato qualcosa sulla distribuzione verticale delle stelle. Questi spesso si raggruppano insieme e il team ha notato un modello in 300.000 stelle che assomiglia a un'onda sonora. Hanno coniato il termine "cosmoseismologia" per il loro articolo, suggerendo che qualcosa aveva causato alla galassia di "suonare come una campana".
La spiegazione più probabile è che qualcosa sia entrato in collisione con e attraversato la nostra galassia negli ultimi 100 milioni di anni. I ricercatori non erano in grado di individuare cosa potesse essere una galassia nana o forse una struttura di materia oscura. Potrebbero essere stati più eventi e hanno anche notato che l'onda potrebbe essere il risultato di qualcosa in corso.
Ancora una volta, i ricercatori sperano che il miliardo di stelle mappate da Gaia fornirà risposte. Sospettano che ci possa essere un ricco modello di strutture d'onda nascoste in tutta la galassia, che aprirà una nuova finestra nella sua storia.
8 Nuvole ad alta velocità
Nubi ad alta velocità (HVC) sono state scoperte nel 1963. Queste raccolte di gas interstellare si muovono in diverse velocità e direzioni verso la rotazione della Via Lattea, spenta di almeno 50 chilometri (32 miglia) al secondo. Sono per lo più fatti di idrogeno e si ritiene che stiano cadendo nella galassia dallo spazio intergalattico. Da dove vengono, però, è ancora da risolvere.
Jan Oort, uno degli scopritori delle nuvole, ha suggerito che il gas è un residuo della formazione della galassia. Un'altra spiegazione è che il gas espulso dalla Via Lattea sta ricadendo in una fontana galattica. Se così fosse, il gas in aumento sarebbe difficile da individuare a causa di tutto il resto del materiale.
Il materiale potrebbe provenire da oggetti in orbita attorno alla nostra galassia. Uno di questi oggetti è Complex H, una piccola galassia stessa, che si ritiene sia in un'orbita retrograda attorno alla Via Lattea. Mentre si muove, espelle gas nella nostra galassia.
Un HVC, Smith's Cloud, si sposta verso il disco della Via Lattea a circa 73 chilometri (45 miglia) al secondo e si fonderà con la nostra galassia in circa 27 milioni di anni. La sua traiettoria suggerisce che sia già passata attraverso la Via Lattea 70 milioni di anni fa. Questo dovrebbe aver distrutto la nube, e gli scienziati credono che un alone di materia oscura possa averlo tenuto insieme.
7Magellanic Clouds
Le Nubi di Magellano sono galassie compagne della Via Lattea, scoperte durante il viaggio pionieristico di Ferdinando Magellano in tutto il mondo nel 16 ° secolo. La grande nube di Magellano è lunga 14.000 anni luce e circa 160.000 anni luce dalla Terra. La piccola nube magellanica ha la metà del diametro del suo cugino ma 30.000 anni luce più lontano. Per fare un confronto, la Via Lattea ha una distanza di 140.000 anni luce.
Le nuvole hanno 13 miliardi di anni e si credeva che orbitassero attorno alla Via Lattea. Tuttavia, le misurazioni effettuate da Hubble suggeriscono che si stanno muovendo due volte più velocemente di quanto inizialmente pensavamo. Se è così, la Via Lattea non dovrebbe essere abbastanza grande da tenerli in orbita. Capire se sono in orbita è diventato un nuovo mistero. Se lo sono, significherebbe che la Via Lattea potrebbe essere due volte più massiccia di quanto si pensasse in precedenza.
Se le nuvole sono qui per restare o semplicemente per passare, attirano un sacco di mistero. Gli scienziati hanno recentemente risolto una domanda lunga quattro decadi sulla fonte del Magellanic Stream, un nastro di gas che si estende a metà strada intorno alla Via Lattea.Scoprirono che la maggior parte proveniva dalla nuvola più piccola, sebbene i livelli di ossigeno e zolfo nelle regioni più recenti corrispondessero alla nube più grande.
Nel 2007, il telescopio australiano Parkes raccolse una raffica di onde radio mentre esaminava la piccola nuvola. Il potere dietro l'esplosione indica un evento estremo, come una collisione di stelle di neutroni o la morte di un buco nero. Quasi certamente è venuto da più lontano rispetto alla nuvola, ma la sua esatta fonte rimane un enigma.
6Galaxy X
La teoria di cospirazione astronomica più popolare è l'esistenza di "Pianeta X". Suggerisce che un pianeta delle dimensioni di Giove orbita attorno al Sole in un'orbita erratica, segretamente tracciato dalla NASA. Mentre ci sono molti problemi con questa idea, c'è una possibilità molto reale dell'esistenza di "Galaxy X". È una galassia nana sul lato opposto della Via Lattea per noi, che non possiamo vedere a causa del gas e polvere nel modo. Galaxy X potrebbe contenere fino all'85 percento di materia oscura.
L'astronoma teorica di UC Berkeley, Sukanya Chakrabarti, è a capo della caccia. Ha sviluppato un metodo per trovare galassie oscure esaminando le increspature nella distribuzione del gas idrogeno nelle galassie a spirale. Il gas idrogeno si estende fino a cinque volte più lontano dal centro della galassia rispetto all'area popolata da stelle, e così le galassie orbitanti faranno increspature nel gas.
Chakrabarti prevede che il Galaxy X avrà una massa di circa un centesimo della Via Lattea. Il metodo per trovare la galassia nascosta è stato testato su altre galassie con un compagno conosciuto e può trovare corpi solo di un decimo tanto massicci.
5 Il problema del litio
Il problema del litio è uno dei vecchi mali della cosmologia. Il litio è l'elemento terzo più leggero dell'universo, dopo l'idrogeno e l'elio, ei modelli del Big Bang prevedono quali livelli di tali elementi dovremmo aspettarci di trovare. Quei modelli funzionano per tutto tranne il litio.
Nelle stelle più vecchie della Via Lattea, l'isotopo litio-7 si trova a circa un terzo dei livelli previsti. Il litio 6 appare ad un ritmo di circa 1.000 volte eccessivo, anche se è molto più difficile da contare.
Nessuna spiegazione ha funzionato. Le potenziali risposte eliminano la quantità di altri elementi. E il problema è diventato più difficile. Un articolo di astrofisica del 2008 rifletteva il modo in cui i cosmologi si sentono a riguardo con il titolo Una pillola amara: il problema del litio primordiale peggiora.
La ricerca che suggerisce la prima galassia era popolata da microquasar aggiunti ai guai. Questi buchi neri in miniatura producono getti di plasma super-caldo con energia sufficiente a fondere l'idrogeno in elio. Nel 2012, un team svedese e tedesco ha calcolato che se l'1% delle microquasar della Via Lattea producesse litio-7, avrebbero prodotto una quantità simile a quella attesa dal Big Bang. In breve, i microquasi rendono il problema del litio due volte più grande.
Una recente spiegazione si basa sull'esistenza di assioni, una particella teorica della materia oscura. Le previsioni dei livelli di litio-7 dipendono dai calcoli della quantità di luce nell'universo primordiale. Questo è stato elaborato dallo sfondo delle microonde cosmiche, che è apparso dopo circa 380.000 anni. Gli assi avrebbero potuto raffreddare i fotoni in quel momento, causandoci di sottovalutare i livelli di luce e quindi sovrastimare il litio-7.
È lontano da una risposta, poiché implicherebbe l'esistenza di un numero doppio di neutrini quanti ne abbiamo attualmente rilevati. Inoltre, le assioni non sono nemmeno il candidato principale per spiegare la materia oscura e potrebbero non esistere affatto.
4Galactic Warp
In molte galassie, la polvere e il gas tra le stelle sono concentrati in uno strato sottile. La nostra Via Lattea non fa eccezione. "Thin" è relativo, ovviamente - il disco ha uno spessore di circa 240 anni luce nei suoi punti più sottili, ma è ancora una piccola parte della larghezza della galassia. Ci capita di essere inseriti in profondità all'interno di questo strato, che consiste quasi interamente di idrogeno atomico ed elio.
Mentre alcuni di questi dischi sono piatti, molti di essi sono piegati e curvi. Questo è noto come ordito galattico. Alcuni sembrano il segno integrale usato nel calcolo o una lettera allungata S. Alcuni sono a forma di U, e altri non hanno alcuna simmetria. Più cose possono causare gli orditi. In effetti, sembra probabile che ci debba essere un processo in corso, poiché i modelli suggeriscono che gli orditi si appiattirebbero naturalmente con il tempo se le galassie si fossero semplicemente formate in quel modo.
Nella Via Lattea, il disco è piatto rispetto al piano della galassia in cui ci troviamo. In una direzione, curva a nord del piano galattico, mentre nella direzione opposta, si piega verso il basso prima di arricciarsi nuovamente alla fine. In molti modi, assomiglia a un'onda.
Gli scienziati dell'UC Berkeley sono stati in grado di descrivere l'ordito come una combinazione di tre vibrazioni nel disco. Il primo è uno sbattere ai bordi, combinato con un'onda sinusoidale come la pelle di un tamburo e un'oscillazione a forma di sella. Combinati, danno alla nostra galassia una nota di 64 ottave sotto la C centrale.
Credono che una probabile spiegazione sia il risultato delle Nuvole Magellaniche che solcano l'alone di materia oscura attorno alla Via Lattea. L'interazione delle nuvole era precedentemente scontata perché si pensava che mancasse di una massa sufficiente a causare l'ordito. I ricercatori suggeriscono che una vibrazione nell'alone mentre le nuvole si muovono attraverso di essa, simile alla scia di una nave, potrebbe risuonare attraverso la galassia e causare la deformazione del disco.
Bande interstellari 3Diffuse
Sin dalla sua scoperta nel 19 ° secolo, la spettroscopia è stata una delle tecniche più importanti in astronomia. Si tratta di esaminare la lunghezza d'onda delle radiazioni dagli oggetti nello spazio per capire, tra le altre cose, di cosa sono fatti.Ogni atomo e molecola assorbe diverse lunghezze d'onda della luce. Esaminando gli schemi di luce che ci arrivano, possiamo capire cosa è passato attraverso.
Nel 1922, l'astronoma Mary Lea Heger osservò gruppi che non corrispondevano a nulla di ciò che sapevamo. Gli scienziati hanno concluso che queste bande erano il risultato di qualcosa nello spazio interstellare, ma non avevano idea di cosa.
Centinaia di bande sono state scoperte negli spettri a infrarossi, ultravioletti e visibili. La causa di queste bande interstellari diffuse divenne il "classico problema spettroscopico del 20 ° secolo". I libri erano pieni di speculazioni, che coprivano "tutte le forme immaginabili della materia". Le grandi molecole basate sul carbonio sono il candidato più probabile e possono contenere più del 10 percento del carbonio della galassia.
Nel 2011, sono state trovate per la prima volta bande diffuse interstellari nella direzione del nucleo della Via Lattea. Questo offre un indizio: significa che le molecole possono apparentemente resistere al duro ambiente del centro della nostra galassia. Le nuove bande sono state trovate anche più nello spettro infrarosso che mai.
Thomas Geballe, un astronomo che lavora alle Hawaii, spera che le nuove osservazioni possano avvicinare la comunità scientifica a una risposta. Le molecole potrebbero effettivamente dare un indizio sulle origini della vita, poiché le bande potrebbero provenire da sostanze chimiche complesse che hanno contribuito a seminare la Terra.
2 stelle di ipervelocità
La maggior parte delle stelle orbita intorno al centro galattico all'incirca alla stessa velocità del nostro sole, circa 230 chilometri (143 mi) al secondo. Eppure alcune stelle, circa una su ogni miliardo, viaggiano tre volte più velocemente di così. Sono conosciuti come stelle di ipervelocità. Il primo è stato scoperto dagli astronomi del Centro per l'astrofisica di Harvard-Smithsonian nel 2005, ma da allora ne abbiamo trovati a dozzine.
La cosa interessante di loro è che si muovono così in fretta da poter sfuggire completamente all'orbita della galassia. La cosa misteriosa su di loro è la fonte di questa velocità.
Uno dei più veloci mai scoperti, HE 0437-5439, si ritiene abbia un passato complicato. La teoria è che un sistema a tre stelle passasse attraverso il centro della galassia, quando il buco nero centrale strappò una stella. Questo ha buttato via gli altri due, che più tardi si sono fusi nel gigantesco gigante blu che spazza via la Via Lattea a 2,5 milioni di chilometri all'ora.
La più vicina stella di ipervelocità sulla Terra, LAMOST-HVS1, potrebbe anche essere stata avviata da un'interazione con il buco nero centrale. Ma potrebbe essere venuto dal disco, indicando un buco nero medio nella nostra galassia. Sono da qualche parte tra i buchi neri supermassicci e quelli di massa stellare. Solo uno è mai stato osservato, e non è nella nostra galassia.
1Willman 1
Nel 2004, un gruppo di astronomi della New York University ha trovato un oggetto insolito quando stavano esaminando i dati della Sloan Digital Sky Survey. Stavano cercando galassie compagne alla Via Lattea, ma ciò che trovarono non rientrava nella scatola della galassia. In effetti, il gruppo di stelle non si adattava a nessuna scatola.
Si chiamava SDSSJ1049 + 5103, o Willman 1 in breve. Orbita intorno a 120.000 anni luce dalla Via Lattea. Potrebbe essere una galassia nana, o forse un ammasso globulare, ma ci sono problemi con entrambe le teorie. I cluster globulari tendono ad avere diverse centinaia di migliaia di stelle, mentre Willman 1 ne ha meno di mille. Potrebbe essere un ammasso proveniente da una galassia più piccola, descritta da un fisico che fa il suo ingresso nella nostra galassia "come un piccolo acaro che cavalca una pulce mentre, a sua volta, si attacca a un enorme cane".
Se è una galassia piuttosto che un ammasso, questo può lanciare una chiave inglese nei lavori per un'altra teoria. Le simulazioni al computer delle origini della Via Lattea indicano che ci dovrebbero essere centinaia di galassie più piccole nelle vicinanze, ma solo 20 sono state trovate. Una spiegazione per questo è che una massa di meno di 10 milioni di soli è troppo piccola per produrre molte stelle, rendendo le galassie invisibili.
Un'ulteriore osservazione di Willman 1 suggerisce che la sua massa sia di circa mezzo milione di soli, ben al di sotto di quel limite. È possibile che non ci sia spazio per la materia oscura in Willman 1, o che abbia messo a nudo una massa. Ad ogni modo, è un grumo di stelle che attualmente fornisce molte più domande che risposte.