Conform celor mai acceptate modele cosmologice, primele galaxii au început să se formeze între 13 și 14 miliarde de ani în urmă. În decursul următorilor miliarde de ani, au apărut structurile cosmice pe care le-am cunoscut cu toții. Acestea includ lucruri precum clusterele de galaxie, supercluzele și filamentele, dar și caracteristici galactice, cum ar fi grupurile globulare, bombele galactice și găurile negre supermasive (SMBHs).
Cu toate acestea, la fel ca organismele vii, galaxiile au continuat să evolueze încă de atunci. De fapt, de-a lungul vieții lor, galaxiile acrează și scurg masa tot timpul. Într-un studiu recent, o echipă internațională de astronomi a calculat rata intrării și a fluxului de materiale pentru Calea Lactee. Apoi, oamenii buni de la astrobite i-au oferit o defalcare bună și au arătat cât de relevant este pentru înțelegerea formării și evoluției galactice.
Studiul a fost condus de astronomul ESA Dr. Andrew J. Fox și a inclus membri ai Institutului de Știință a Telescopului Spațial (STScI) The Milky Way Halo Research Group și mai multe universități. Pe baza studiilor anterioare, ei au examinat viteza cu care gazul curge în și în afara Calea Lactee de la norii de mare viteză înconjurătoare (HVC).
Deoarece disponibilitatea materialului este esențială pentru formarea stelelor într-o galaxie, cunoașterea vitezei cu care se adaugă și se pierde este importantă pentru a înțelege modul în care evoluează galaxiile în timp. Și ca Michael Foley din
În conformitate cu acest model, cele mai masive stele dintr-o galaxie produc vânturi stelare care alungă materialul de pe discul galaxiei. Când merg pe supernove aproape de sfârșitul vieții lor, în mod similar își alungă cea mai mare parte din material. Apoi, acest material se reface în disc în timp, oferind material pentru formarea de stele noi.
„Aceste procese sunt cunoscute în mod colectiv ca„ feedback stelar ”și sunt responsabile de împingerea gazului înapoi din Calea Lactee”, a spus Foley. „Cu alte cuvinte, Calea Lactee nu este un lac izolat de materiale; este un rezervor care câștigă și pierde constant gaz datorită gravitației și feedbackului stelar. "
În plus, studii recente au arătat că formarea stelelor poate fi strâns legată de dimensiunea găurii negre supermasive (SMBH) din miezul unei galaxii. Practic, SMBH-urile pun la dispoziție o cantitate extraordinară de energie care se poate încălzi
Ca atare, viteza cu care materialul curge în și în afara unei galaxii este esențială pentru determinarea vitezei de formare a stelelor. Pentru a calcula rata cu care se întâmplă acest lucru pentru Calea Lactee, Dr. Fox și colegii săi au consultat date din mai multe surse. Așa cum a spus Dr. Fox pe Space Magazine prin email:
„Am extras arhiva. NASA și ESA mențin arhive bine curățate ale tuturor datelor Telescopului spațial Hubble și am trecut prin toate observațiile cvasarelor de fundal luate cu Spectrograful Cosmic Origins (COS), un spectrograf sensibil pe Hubble care poate fi utilizat pentru a analiza lumina ultravioletă din surse îndepărtate. Am găsit 270 de astfel de cvasari. În primul rând, am folosit aceste observații pentru a face un catalog al norilor cu gaze care se mișcă rapid, cunoscute sub numele de nori de mare viteză (HVC). Apoi, am conceput o metodă de împărțire a HVC-urilor în populațiile aflate în flux și în flux, prin utilizarea deplasării Doppler. "
În plus, un studiu recent a arătat că Calea Lactee a cunoscut o perioadă latentă cu aproximativ 7 miliarde de ani în urmă - care a durat aproximativ 2 miliarde de ani. Acesta a fost rezultatul valurilor de șoc care au provocat încălzirea norilor de gaz interstelar, ceea ce a provocat temporar oprirea fluxului de gaze reci în galaxia noastră. În timp, gazul s-a răcit și a început să curgă din nou, declanșând o a doua rundă de formare de stele.
După ce au analizat toate datele, Fox și colegii săi au reușit să aplice constrângeri cu privire la rata de intrare și ieșire pentru această galaxie a noastră:
„După ce am comparat ratele de intrare și de ieșire a gazelor, am găsit un exces de flux, ceea ce este o veste bună pentru viitoarea formare de stele în Galaxia noastră, deoarece există o mulțime de gaze care pot fi transformate în stele și planete. Am măsurat aproximativ 0,5 mase solare pe an de intrare și 0,16 mase solare pe an de ieșire, deci există un flux net. "
Cu toate acestea, după cum a indicat Foley, se consideră că VHC trăiesc doar pentru o perioadă de aproximativ 100 de milioane de ani. Drept urmare, nu se poate aștepta ca acest flux net să dureze la nesfârșit. „În cele din urmă, ignoră HVC-urile despre care se știe că sunt rezidențiale în structuri (precum Fermi Bubbles) care nu urmăresc gazul care intră sau care curge”, adaugă el.
Din 2010, astronomii au fost conștienți de structurile misterioase care apar din centrul galaxiei noastre cunoscute sub numele de Fermi Bubbles. Aceste structuri asemănătoare cu bule se extind de mii de ani-lumină și se crede că ar fi rezultatul consumului de gaz interstelar al SMBH și a epuizării razelor gamma.
Cu toate acestea, între timp, rezultatele oferă o perspectivă nouă asupra modului în care se formează și evoluează galaxiile. De asemenea, susține noul caz creat pentru „accelerarea fluxului rece”, o teorie propusă inițial de prof. Avishai Dekel și colegii de la Institutul de Fizică Racah din Universitatea Evreiască din Ierusalim pentru a explica modul în care galaxiile acretează gazul din spațiul înconjurător în timpul formării lor.
„Aceste rezultate arată că galaxiile precum Calea Lactee nu evoluează în an
O altă abordare interesantă din acest studiu este faptul că ceea ce se aplică Căii noastre Lactee se aplică și sistemelor de stele. De exemplu, sistemul nostru solar este, de asemenea, supus intrării și ieșirii de materiale în timp. Obiecte precum „Oumuamua și cele mai recente 2I / Borisov confirmă faptul că asteroizii și cometele sunt scoase din sistemele de stele și scoase de către alții în mod regulat.
Dar despre gaz și praf? Sistemul nostru solar și (prin extensie) planeta Pământ pierd sau câștigă în greutate în timp? Și ce ar putea însemna acest lucru pentru viitorul sistemului nostru și
„De fapt, din observațiile din satelit ale traseelor de meteori, se estimează că aproximativ 100 - 300 de tone metrice (tone) de material lovește Pământul în fiecare zi. Asta însumează aproximativ 30.000 până la 100.000 de tone pe an. S-ar putea să pară multe, dar peste un milion de ani care ar însemna doar mai puțin de o miliardime din procentul din masa totală a Pământului. "
Cu toate acestea, după cum continuă să explice, Pământul pierde, de asemenea, masa în mod regulat printr-o serie de procese. Acestea includ descompunerea radioactivă a materialului din scoarța terestră, ceea ce duce la energie și particule subatomice (alfa, beta
La suprafață, aceasta ar părea ca o pierdere netă de aproximativ 10.000 sau mai multe tone pe an. În plus, microbiologul / comunicatorul științific Dr. Chris Smith și fizicianul Cambridge Dave Ansell au estimat în 2012 că Pământul câștigă 40.000 de tone de praf pe an din spațiu, în timp ce pierde 90.000 pe an prin procese atmosferice și alte procese.
Deci poate fi posibil ca Pământul să fie mai ușor cu o rată de 10.000 până la 50.000 de tone pe an. Cu toate acestea, viteza cu care se adaugă materialul nu este foarte restrânsă în acest moment, astfel încât este posibil să putem rupe chiar (deși posibilitatea ca Pământul să câștige masă pare puțin probabilă). În ceea ce privește sistemul nostru solar, situația este similară. Pe de o parte, gazul interstelar și praful
Pe de altă parte, Soarele nostru - care reprezintă 99,86% din masa sistemului solar -, de asemenea, se varsă în timp. Folosind datele colectate de sonda MESSENGER a NASA, o echipă de cercetători ai NASA și MIT au concluzionat că Soarele pierde masă din cauza proceselor solare ale vântului și interiorului. Potrivit Ask an Astronomer, acest lucru se întâmplă cu o rată de 1.3245 x 1015 tone pe an, chiar dacă Soarele se extinde simultan.
Acesta este un număr uluitor, dar din moment ce Soarele are o masă de aproximativ 1.9885 × 1027 tone. Așadar, Soarele nu va clipea în curând. Dar, pe măsură ce pierde din masă, influența sa gravitațională asupra Pământului și a celorlalte planete se va diminua. Cu toate acestea, până când Soarele nostru va ajunge la sfârșitul secvenței sale principale, se va extinde considerabil și ar putea înghiți foarte bine Mercur, Venus, Pământ
Deci, în timp ce galaxia noastră poate câștiga masă pentru viitorul previzibil, se pare că Soarele și Pământul în sine pierde încet masă. Aceasta nu ar trebui văzută ca o veste proastă, dar are implicații pe termen lung. Între timp, este cam încurajator să știm că chiar și cele mai vechi și mai masive obiecte din Univers pot fi schimbate ca și viețuitoarele.
Fie că vorbim despre planete, stele sau galaxii, ei se nasc, trăiesc și mor. Și între ei, pot avea încredere să pună sau să piardă câteva kilograme. Cercul din
