Σύμφωνα με τα πιο ευρέως αποδεκτά κοσμολογικά μοντέλα, οι πρώτοι γαλαξίες άρχισαν να σχηματίζονται πριν από 13 έως 14 δισεκατομμύρια χρόνια. Κατά τη διάρκεια των επόμενων δισεκατομμυρίων ετών, εμφανίστηκαν οι κοσμικές δομές που όλοι γνωρίζουμε. Αυτά περιλαμβάνουν πράγματα όπως σμήνη γαλαξιών, σούπερ σμήνη και νήματα, αλλά και γαλαξιακά χαρακτηριστικά όπως σφαιρικές συστάδες, γαλαξιακές προεξοχές και Supermassive Black Holes (SMBHs).
Ωστόσο, όπως και οι ζωντανοί οργανισμοί, οι γαλαξίες εξακολούθησαν να εξελίσσονται από τότε. Στην πραγματικότητα, κατά τη διάρκεια της ζωής τους, οι γαλαξίες συσσωρεύονται και εκτοξεύουν μάζα όλη την ώρα. Σε μια πρόσφατη μελέτη, μια διεθνής ομάδα αστρονόμων υπολόγισε το ποσοστό εισροής και εκροής υλικού για τον Γαλαξία μας. Στη συνέχεια, οι καλοί λαοί στους αστροβίτες του έδωσαν μια καλή ανάλυση και έδειξαν πόσο σχετική είναι η κατανόησή μας για τον γαλαξιακό σχηματισμό και την εξέλιξη.
Η μελέτη διεξήχθη από τον αστρονόμο της ESA Δρ. Andrew J. Fox και περιελάμβανε μέλη της ερευνητικής ομάδας του Διαστημικού Τηλεσκοπικού Επιστημονικού Ινστιτούτου (STScI) The Milky Way Halo Research και πολλαπλών πανεπιστημίων. Με βάση προηγούμενες μελέτες, εξέτασαν τον ρυθμό με τον οποίο το αέριο ρέει μέσα και έξω από τον Γαλαξία μας από τα γύρω σύννεφα υψηλής ταχύτητας (HVC).
Δεδομένου ότι η διαθεσιμότητα υλικού είναι το κλειδί για τον σχηματισμό αστεριών σε έναν γαλαξία, η γνώση του ρυθμού με τον οποίο προστίθεται και χάνεται είναι σημαντικό να κατανοήσουμε πώς εξελίσσονται οι γαλαξίες με την πάροδο του χρόνου. Και όπως ο Michael Foley του
Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, τα πιο ογκώδη αστέρια σε έναν γαλαξία παράγουν αστρικούς ανέμους που οδηγούν υλικό από τον δίσκο του γαλαξία. Όταν πηγαίνουν σουπερνόβα κοντά στο τέλος της διάρκειας ζωής τους, οδηγούν ομοίως το μεγαλύτερο μέρος του υλικού τους. Αυτό το υλικό στη συνέχεια επιστρέφει στο δίσκο με την πάροδο του χρόνου, παρέχοντας υλικό για τη δημιουργία νέων αστεριών.
«Αυτές οι διαδικασίες είναι συλλογικά γνωστές ως« αστρική ανατροφοδότηση »και είναι υπεύθυνες για την απομάκρυνση του φυσικού αερίου από τον Γαλαξία μας», δήλωσε ο Foley. Με άλλα λόγια, ο Γαλαξίας δεν είναι μια απομονωμένη λίμνη υλικού. είναι μια δεξαμενή που κερδίζει και χάνει συνεχώς αέριο λόγω της βαρύτητας και των αστρικών σχολίων. "
Επιπλέον, πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι ο σχηματισμός αστεριών μπορεί να σχετίζεται στενά με το μέγεθος της Μαύρης Τρύπας (SMBH) στον πυρήνα ενός γαλαξία. Βασικά, οι SMBH εκπέμπουν τεράστια ποσότητα ενέργειας που μπορεί να θερμανθεί
Ως εκ τούτου, ο ρυθμός με τον οποίο το υλικό ρέει μέσα και έξω από έναν γαλαξία είναι το κλειδί για τον προσδιορισμό του ρυθμού σχηματισμού άστρων. Για να υπολογίσει το ποσοστό με τον οποίο αυτό συμβαίνει για τον Γαλαξία, ο Δρ Fox και οι συνεργάτες του συμβουλεύτηκαν δεδομένα από πολλές πηγές. Όπως είπε ο Δρ Fox στο Space Magazine μέσω email:
«Εξορύξαμε το αρχείο. Η NASA και η ESA διατηρούν καλά επιμελημένα αρχεία όλων των δεδομένων του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble και περάσαμε από όλες τις παρατηρήσεις των κβάζαρ φόντου που λήφθηκαν με το Cosmic Origins Spectrograph (COS), ένα ευαίσθητο φασματογράφο στο Hubble που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση του υπεριώδους φωτός από απόμακρες πηγές. Βρήκαμε 270 τέτοια κβάζαρ. Αρχικά, χρησιμοποιήσαμε αυτές τις παρατηρήσεις για να δημιουργήσουμε έναν κατάλογο με γρήγορα κινούμενα σύννεφα αερίων γνωστά ως σύννεφα υψηλής ταχύτητας (HVCs). Στη συνέχεια, επινοήσαμε μια μέθοδο για τη διάσπαση των HVC σε πληθυσμούς εισροής και εκροής, κάνοντας χρήση της αλλαγής Doppler. "
Επιπλέον, μια πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι ο Γαλαξίας βίωσε μια αδρανή περίοδο περίπου 7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν - η οποία διήρκεσε περίπου 2 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό ήταν το αποτέλεσμα των κρουστικών κυμάτων που προκάλεσαν τη θέρμανση των διαστρικών αερίων, τα οποία προκάλεσαν προσωρινά τη ροή του κρύου αερίου στον γαλαξία μας. Με την πάροδο του χρόνου, το αέριο ψύχθηκε και άρχισε να ρέει ξανά, πυροδοτώντας έναν δεύτερο γύρο σχηματισμού αστεριών.
Αφού εξέτασε όλα τα δεδομένα, ο Fox και οι συνάδελφοί του κατάφεραν να θέσουν περιορισμούς στο ρυθμό εισροής και εκροής για αυτόν τον γαλαξία μας:
«Μετά τη σύγκριση των ποσοστών εισροής και εκροής αερίου, βρήκαμε μια περίσσεια εισροής, η οποία είναι καλή είδηση για μελλοντικό σχηματισμό αστεριών στο Γαλαξία μας, καθώς υπάρχει άφθονο αέριο που μπορεί να μετατραπεί σε αστέρια και πλανήτες. Μετρήσαμε περίπου 0,5 ηλιακές μάζες ανά έτος εισροής και 0,16 ηλιακές μάζες ανά έτος εκροής, οπότε υπάρχει καθαρή εισροή. "
Ωστόσο, όπως ανέφερε η Foley, πιστεύεται ότι τα HVCs ζουν για περιόδους περίπου 100 εκατομμυρίων ετών περίπου. Ως αποτέλεσμα, αυτή η καθαρή εισροή δεν αναμένεται να διαρκέσει επ 'αόριστον. «Τέλος, αγνοούν τα HVC που είναι γνωστό ότι κατοικούν σε κατασκευές (όπως οι φυσαλίδες Fermi) που δεν εντοπίζουν το εισερχόμενο ή εκροή αερίου», προσθέτει.
Από το 2010, οι αστρονόμοι γνωρίζουν τις μυστηριώδεις δομές που αναδύονται από το κέντρο του γαλαξία μας, γνωστό ως Fermi Bubbles. Αυτές οι δομές που μοιάζουν με φυσαλίδες εκτείνονται για χιλιάδες έτη φωτός και πιστεύεται ότι είναι το αποτέλεσμα της κατανάλωσης διαστρικού αερίου της SMBH και της εκτόξευσης ακτίνων γάμμα.
Ωστόσο, στο μεταξύ, τα αποτελέσματα παρέχουν νέα εικόνα για το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι γαλαξίες. Ενισχύει επίσης τη νέα υπόθεση που δημιουργήθηκε για την «αύξηση της ψυχρής ροής», μια θεωρία που προτάθηκε αρχικά από τον καθηγητή Avishai Dekel και συνεργάτες του Ινστιτούτου Φυσικής Racah του Εβραϊκού Πανεπιστημίου της Ιερουσαλήμ για να εξηγήσει πώς οι γαλαξίες συγκεντρώνουν αέριο από τον περιβάλλοντα χώρο κατά τη διάρκεια του σχηματισμού τους.
«Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι γαλαξίες όπως ο Γαλαξίας δεν εξελίσσονται σε ένα
Ένα άλλο ενδιαφέρον ενδιαφέρον από αυτήν τη μελέτη είναι το γεγονός ότι αυτό που ισχύει για τον Γαλαξία μας ισχύει και για τα συστήματα αστεριών. Για παράδειγμα, το Ηλιακό μας Σύστημα υπόκειται επίσης στην εισροή και εκροή υλικού με την πάροδο του χρόνου. Αντικείμενα όπως το "Oumuamua και το πιο πρόσφατο 2I / Borisov επιβεβαιώνουν ότι οι αστεροειδείς και οι κομήτες εκτοξεύονται από αστέρια και μαζεύονται τακτικά από άλλους.
Τι γίνεται όμως με το αέριο και τη σκόνη; Το Ηλιακό Σύστημά μας και (κατ 'επέκταση) ο πλανήτης Γη χάνει ή κερδίζει βάρος με την πάροδο του χρόνου; Και τι θα μπορούσε να σημαίνει αυτό για το μέλλον του συστήματός μας και
«Στην πραγματικότητα, από δορυφορικές παρατηρήσεις μετεωριτών, εκτιμάται ότι περίπου 100 - 300 μετρικοί τόνοι (τόνοι) υλικού προσβάλλουν τη Γη κάθε μέρα. Αυτό προσθέτει περίπου 30.000 έως 100.000 τόνους ετησίως. Αυτό μπορεί να μοιάζει πολύ, αλλά πάνω από ένα εκατομμύριο χρόνια που θα ισοδυναμούσε με λιγότερο από το ένα δισεκατομμύριο του ποσοστού της συνολικής μάζας της Γης. "
Ωστόσο, καθώς συνεχίζει να εξηγεί, η Γη χάνει επίσης μάζα σε τακτική βάση μέσω μιας σειράς διαδικασιών. Αυτές περιλαμβάνουν ραδιενεργή διάσπαση υλικού στον φλοιό της Γης, η οποία οδηγεί σε ενέργεια και υποατομικά σωματίδια (άλφα, βήτα
Στην επιφάνεια, αυτό φαίνεται σαν καθαρή απώλεια περίπου 10.000 ή περισσότερων τόνων ετησίως. Επιπλέον, ο μικροβιολόγος / επιστήμονας Δρ. Chris Smith και ο φυσικός του Κέιμπριτζ Dave Ansell υπολόγισαν το 2012 ότι η Γη κερδίζει 40.000 τόνους σκόνης ετησίως από το διάστημα, ενώ χάνει 90.000 ετησίως μέσω ατμοσφαιρικών και άλλων διαδικασιών.
Έτσι, είναι πιθανό η Γη να γίνεται ελαφρύτερη με ρυθμό 10.000 έως 50.000 τόνους ετησίως. Ωστόσο, ο ρυθμός με τον οποίο προστίθεται υλικό δεν είναι καλά περιορισμένος σε αυτό το σημείο, οπότε είναι πιθανό να σπάσουμε ακόμη και (αν και η πιθανότητα η Γη να κερδίζει μάζα φαίνεται απίθανη). Όσο για το ηλιακό μας σύστημα, η κατάσταση είναι παρόμοια. Αφενός, διαστρικό αέριο και σκόνη
Από την άλλη πλευρά, ο Ήλιος μας - το οποίο αντιπροσωπεύει το 99,86% της μάζας του Ηλιακού Συστήματος - ρίχνει επίσης μάζα με την πάροδο του χρόνου. Χρησιμοποιώντας δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από τον ανιχνευτή MESSENGER της NASA, μια ομάδα ερευνητών της NASA και του MIT κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο Ήλιος χάνει τη μάζα λόγω των ηλιακών ανέμων και των εσωτερικών διαδικασιών. Σύμφωνα με το Ask an Astronomer, αυτό συμβαίνει με ρυθμό 1,3245 x 1015 τόνους το χρόνο, παρόλο που ο Ήλιος επεκτείνεται ταυτόχρονα.
Αυτός είναι ένας εκπληκτικός αριθμός, αλλά αφού ο Ήλιος έχει μάζα περίπου 1,9885 × 1027 τόνοι. Έτσι, ο Ήλιος δεν θα σβήνει σύντομα. Αλλά καθώς χάνει τη μάζα, η βαρυτική της επίδραση στη Γη και στους άλλους πλανήτες θα μειωθεί. Ωστόσο, όταν ο Ήλιος μας φτάσει στο τέλος της κύριας ακολουθίας του, θα επεκταθεί σημαντικά και θα μπορούσε πολύ καλά να καταπιεί τον Ερμή, την Αφροδίτη, τη Γη
Έτσι, ενώ ο γαλαξίας μας μπορεί να κερδίζει μάζα για το ορατό μέλλον, φαίνεται ότι ο ίδιος ο Ήλιος και η Γη μας χάνουν σιγά σιγά τη μάζα. Αυτό δεν πρέπει να θεωρείται κακή είδηση, αλλά έχει επιπτώσεις μακροπρόθεσμα. Εν τω μεταξύ, είναι ενθαρρυντικό να γνωρίζουμε ότι ακόμη και τα παλαιότερα και πιο τεράστια αντικείμενα στο Σύμπαν υπόκεινται σε αλλαγές όπως τα ζωντανά πλάσματα.
Είτε μιλάμε για πλανήτες, αστέρια ή γαλαξίες, γεννιούνται, ζουν και πεθαίνουν. Και στο μεταξύ, μπορεί να τους εμπιστευτεί να φορέσει ή να χάσει μερικά κιλά. Ο κύκλος του
