Karamihan sa mga kalawakan, tulad ng sa atin Milky Way, ay napapalibutan ng dose-dosenang maliliit na satellite na umiikot sa paligid nila. Ang mga satellite na ito ay napakadilim - kung saan ang pinakamaliwanag at pinakamalapit lamang ang nakita sa paligid ng ating Galaxy at ang pinakamalapit na kapitbahay, ang Andromeda galaxy. Ngunit ang mga dwarf satellite galaxies na ito ay hindi basta-basta lumilipad: lahat sila ay matatagpuan humigit-kumulang sa parehong eroplano, na para sa amin ay isang tuwid na linya.

Ang coplanarity ay tila hindi inaasahan. Ang mga modelo ng computer ng ebolusyon ng mga kalawakan ay nagpakita na sa bawat direksyon celestial sphere dapat humigit-kumulang parehong numero mga satellite galaxy. Matagal na panahon pinaniniwalaan na ang gayong pabilog na simetriko na pamamahagi ay isang natural na bunga ng pagkakaroon madilim na bagay, isang misteryosong substance na nakikipag-ugnayan sa ordinaryong bagay lamang sa pamamagitan ng gravity. Naniniwala ang mga astronomo na ang madilim na bagay ay nangingibabaw sa uniberso at gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagbuo ng mga kalawakan at pagpapalawak ng espasyo.

Gayunpaman, ang misteryo ng coplanarity ng dwarf galaxies ay nagmumulto at humantong sa ilang astronomo, kabilang ang Krupa, na tanungin kung mayroon nga bang dark matter. "Ang hypothesis ng dark matter ay nagpakita na ang sarili nito ay hindi mapanindigan," sabi niya, na pinutol ang aking pagsasalita, "dahil ang mga hula na ginawa batay sa mga ito na ang mga satellite ay dapat ipamahagi nang spherically simetriko sa paligid ng Milky Way ay direktang salungat sa kung ano ang aming naobserbahan."

Nagpakita ako ng ibang pananaw sa problema, na sumusubok na ipaliwanag ang kakaibang pag-aayos ng mga galactic satellite sa pamamagitan ng presensya mga istruktura ng espasyo dark matter na mas malaki kaysa sa ating Milky Way. Habang ang isang maliit na bilang ng mga nag-aalinlangan tulad ng Krupa ay nananatiling hindi kumbinsido, ang kamakailang trabaho, kabilang ang sa akin, ay nagpapakita kung paano maipaliwanag ng isang higanteng web ng madilim na bagay ang natatanging pagkakaayos ng mga satellite galaxy sa kalangitan.

nawawalang bagay

Ang hypothesis ng dark matter sa gitna ng kontrobersyang ito ay unang iminungkahi upang ipaliwanag ang iba pang mahiwagang katangian ng mga kalawakan. Noong 1930s ang dakilang astronomer na si Fritz Zwicky ay gustong "timbangin" ang Coma Cluster, isang napakalaking grupo ng halos isang libong kalawakan. Nagsimula siya sa pamamagitan ng pagsukat ng bilis kung saan gumagalaw ang mga kalawakan sa kumpol na ito. Sa kanyang pagtataka, natagpuan niya malalaking bilis- libu-libong kilometro bawat segundo - sapat na malaki para maghiwa-hiwalay ang kumpol. Bakit hindi ito nagkapira-piraso? Iminungkahi ni Zwicky na ang kumpol ay puno ng ilang uri ng di-nakikitang sangkap na humahawak sa mga kalawakan nang magkasama sa pamamagitan ng puwersa ng grabidad nito. Ang nawawalang substance na ito ay tinawag na dark matter.

Mula nang unang iminungkahi ni Zwicky ang kanyang mungkahi 80 taon na ang nakalilipas, ang multo ng madilim na bagay ay lumalabas dito at doon sa buong uniberso, sa halos lahat ng kalawakan na pinag-aralan. Sa ating sarili - ang Milky Way - natukoy ng mga astronomo ang pagkakaroon nito batay sa likas na katangian ng paggalaw ng mga bituin sa labas ng kalawakan. Tulad ng mga kalawakan sa Coma Cluster, ang mga bituing ito ay gumagalaw nang napakabilis upang mahawakan ng lahat ng nakikitang bagay. At isang dosenang dwarf galaxies na malapit sa Milky Way ang lumilitaw na mas mayaman sa dark matter.

Ang omnipresence ng dark matter ay nagpatibay ng tiwala sa pagkakaroon nito. Sa katunayan, karamihan sa mga kosmologist ay naniniwala na ang madilim na bagay ay bumubuo ng halos 84% ​​ng lahat ng bagay, na higit sa mga normal na atomo ng mga lima hanggang isa.

Ang kasaganaan ng madilim na bagay na ito ay nagmumungkahi na lumilitaw na ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa ebolusyon ng uniberso. Ang isang paraan upang pag-aralan ang ebolusyon na ito ay ang paggamit mga modelo ng kompyuter. Mula noong 1970s sinubukan ng mga siyentipiko sa larangan ng computational cosmology na gawing modelo ang kasaysayan ng uniberso gamit ang mga computer program. Ang pamamaraan ay simple: magtakda ng isang haka-haka na hugis-parihaba na dami; ilagay ang mga haka-haka na mga particle ng punto doon sa mga node ng isang halos perpektong sala-sala, na sa modelong ito ay ginagaya ang mga clots ng dark matter; kalkulahin gravity attraction bawat particle mula sa gilid ng lahat ng iba at hayaan silang gumalaw alinsunod sa gravitational field na kumikilos sa kanila: subaybayan ang prosesong ito sa pagitan ng 13 bilyong taon.

Mula noong 1970s Ang mga diskarte ng ganitong uri ay nagbago nang malaki at naging mas kumplikado, ngunit sa kaibuturan nito ang pamamaraang ito ay ginagamit pa rin hanggang ngayon. Apatnapung taon na ang nakalilipas, ang isang programa ay maaari lamang gumana sa ilang daang mga particle. Mga modernong pamamaraan Ginagawang posible ng mga computer simulation na kalkulahin ang pag-uugali ng bilyun-bilyong mga particle sa dami na papalapit sa laki ng nakikitang uniberso.

Ang computer simulation ng uniberso ay naging hindi kapani-paniwala maginhawang paraan upang galugarin ang mga indibidwal na kalawakan, ngunit nagbunga rin ito ng ilang mahihirap na misteryo. Halimbawa, ang mga modelo ng computer ay nagpapahiwatig na ang madilim na bagay na pumupuno sa halo sa paligid ng Milky Way ay humihila ng gas at alikabok sa magkahiwalay na mga kumpol. Ang mga kumpol na ito ay dapat mag-compress sa ilalim ng impluwensya ng gravity, na bumubuo ng mga bituin at dwarf galaxy. Sa paligid ng Milky Way, na napapalibutan ng madilim na bagay, dapat mayroong libu-libong maliliit na kalawakan. Gayunpaman, kapag pinagmamasdan ang kalangitan sa gabi, nakikita natin ang ilang dosenang mga ito. Ang kabiguan ng lahat ng mga pagtatangka upang makita ang mga ito ay naging maliwanag noong 1990s, at mula noon ito ay tinawag na "nawawalang problema sa satellite".

Sa paglipas ng mga taon, ang mga astronomo ay nakabuo ng ilan posibleng mga paliwanag itong dilemma. Ang una at pinaka-nakakumbinsi ay hindi lahat ng satellite na lumilitaw sa mga modelo ng computer ay mahigpit na tumutugma sa totoong buhay na mga satellite galaxies. Ang mga masa ng pinakamaliit na kumpol ng dark matter (at ang kanilang gravitational pull) ay maaaring hindi sapat upang makuha ang gas at bumuo ng mga bituin. Sa pagpapatuloy ng linyang ito ng pangangatwiran, maaari nating ipagpalagay na ang mga naobserbahang satellite galaxy ay ang nakikitang dulo lamang ng isang madilim na iceberg: marahil daan-daan, kung hindi libu-libo, ng madilim na satellite galaxies na walang mga bituin ang umiiral sa malapit. Hindi lang natin sila nakikita.

Pangalawa, kahit na nabuo ang mga bituin sa maliliit na kumpol ng dark matter, maaaring masyadong malabo ang mga ito para makita natin gamit ang ating mga teleskopyo. Pagkatapos, habang umuunlad ang teknolohiya at tumataas ang sensitivity ng mga teleskopyo, matutuklasan ng mga astronomo ang mga bagong satellite galaxy. Sa katunayan, sa nakalipas na ilang taon, nadoble ang bilang ng mga kilalang satellite galaxy na umiikot sa Milky Way.

Bilang karagdagan, ang mismong disk ng ating kalawakan ay malamang na pumipigil sa atin na makakita ng ilang satellite. Ang disk na ito ay mahalagang isang siksik at patag na koleksyon ng mga bituin na napakaliwanag na lumilitaw sa mata bilang isang bahid ng puting likido (kaya tinawag na "Milky Way"). Napakahirap tuklasin ang mga satellite na nagtatago sa likod ng disk, kasing hirap makita ang Buwan sa araw - ang madilim na liwanag ng satellite galaxy ay nalunod sa ningning ng Milky Way.

Ang lahat ng mga argumentong ito ay pinagsama-samang nilulutas ang problema ng mga nawawalang satellite galaxy at nakumbinsi ang karamihan sa mga astrophysicist. Iniligtas nila ang ideya ng madilim na bagay sa pamamagitan ng pagprotekta nito mula sa mga pinakaseryosong obserbasyonal na kontraargumento. Gayunpaman, ang kakaibang spatial arrangement ng satellite galaxies ay nakalilito pa rin sa mga siyentipiko.

Bagong banta duwende

Sa ilang mga artikulo na inilathala noong huling bahagi ng 1970s at unang bahagi ng 1980s, si Donald Lynclen-Bell. Ang astrophysicist sa Unibersidad ng Cambridge, ay nabanggit na marami sa mga satellite galaxy na umiikot sa Milky Way, tila, ay matatagpuan sa eroplano ng tubig. Paano ipaliwanag ang gayong kakaibang larawan? Noong 2005, si Krupa at ang kanyang grupo sa Unibersidad ng Bonn ay nakumbinsi ang mundo na ang coplanar arrangement na ito ay hindi maaaring aksidente. Iminungkahi nila na ang mga satellite ng dark matter ay pantay na ipinamahagi sa palibot ng Milky Way, gaya ng hinulaang. pagmomodelo ng kompyuter, at isa lamang sa daan-daang mga dwarf na ito ang may sapat na laki upang bumuo ng mga bituin dito, ang ion ay naging nakikita sa isang teleskopyo. Dahil sa mga ganap na makatwirang pagpapalagay na ito, nagtaka sila: gaano kadalas natin aasahan na makakahanap ng isang sistemang tulad ng Milky Way, kung saan nakahanay ang mga makinang na satellite? Ang sagot ay sumabog sa kosmolohiya: ang posibilidad na ito ay mas mababa sa isa sa isang milyon.

"Kung kinokontrol ng madilim na bagay ang pagbuo ng mga kalawakan," sabi ni Krupa. - kung gayon ang mga satellite galaxy ay hindi kailanman pumila sa kahabaan ng eroplano. Inilalarawan ang iyong mga resulta sa artikulo. Iminungkahi ni Krupa sariling solusyon. "Ang tanging paraan sa labas," isinulat niya. - upang ipagpalagay na ang mga satellite ng Milky Way ay hindi nabuo bilang isang resulta ng pagsasama-sama ng madilim na bagay. Dark matter, pagtatalo niya. ay wala.

pagiging isang mahusay na teoretiko. Nag-alok si Krupa ng alternatibo. Naniniwala siya na ang mga satellite ay mga fragment ng isang malaking progenitor galaxy, na minsan ay lumipad malapit sa Milky Way noong nakaraan. Kung paanong nahati ang isang asteroid habang dumadaan ito sa atmospera ng Earth, na nag-iiwan ng bakas ng mga labi, posibleng ang mga satellite ng Milky Way ay nagmula sa bagay na kinuha mula sa isang mas malaking ninuno.

Kapag sumilip tayo sa uniberso, sabi ni Krupa, nakikita natin ang mahahabang tulay ng stellar matter na tinatawag na tidal arms sa paligid ng ilan sa mga nagbabanggaan na kalawakan. Kadalasan ang mga tidal arm ay naglalaman malalaking kalawakan-satellites, na nabuo bilang isang resulta ng compression ng nakulong na bagay. Sa ilalim ng tamang mga kondisyon, ang proseso ng detatsment mismo ay humahantong sa katotohanan na ang nakulong na bagay ay nakolekta sa eroplano ng tubig, katulad ng mga satellite ng Milky Way.

Ang paliwanag ni Krupa ay elegante, simple, at higit sa lahat, hindi maikakaila. Mabilis itong napasailalim sa mga pag-atake. Halimbawa, ang mga bituin sa mga satellite galaxy ng Milky Way ay masyadong mabilis na gumagalaw sa kaso ng ordinaryong bagay lamang. Ang maitim na bagay ay dapat magkadikit sa kanila, tulad ng paghawak nito sa lahat ng bahagi ng Milky Way. (Sa katunayan, ipinahihiwatig ng mga obserbasyon na ang dwarf satellite ng Milky Way ay ang mga galaxy na may pinakamataas na nilalaman ng dark matter sa Uniberso.) At ang tidal scenario para sa pagbuo ng dwarf galaxies ay nagmumungkahi na wala silang dark matter, na umaalis. bukas na tanong na pumipigil sa kanila na magkawatak-watak.

Pangalawa, kung paano napinsala ng isang kotse ang isa pa sa isang banggaan, ang mga banggaan sa pagitan ng mga disk galax ay sumisira sa mga disk. Halos palaging, ang resulta ng banggaan ng mga kalawakan ay isang walang hugis na grupo ng mga bituin. Ang Milky Way ay may natatanging istraktura at medyo manipis na disk. Wala kaming nakikitang anumang indikasyon na naapektuhan ito ng anumang banggaan o pagsasanib sa nakalipas na nakaraan.

madilim na web

Ang isang alternatibong solusyon sa palaisipan ng hindi pangkaraniwang pagkakahanay ng mga dwarf galaxies ay nangangailangan ng higit pang pagtingin sa kailaliman ng kalawakan. Sa mga gawa sa numerical simulation, na nagsimula noong 1970s, ang ebolusyon ng mga indibidwal na kalawakan ay hindi madaling pag-aralan, sila ay nagmomodelo ng napakalaking volume ng Uniberso. Kapag ginawa natin ito sa pinakamalaking sukat, makikita natin na ang mga kalawakan ay hindi random na ipinamamahagi. Sa kabaligtaran, sila ay may posibilidad na magkaisa sa isang mahigpit na tinukoy na filamentous na istraktura na tinatawag na cosmic web. Malinaw naming nakikilala ang hinulaang istraktura kapag isinasaalang-alang namin ang mga mapa ng pamamahagi sa espasyo ng mga totoong galaxy.

Binubuo ang cosmic web na ito ng maringal na mga layer na puno ng milyun-milyong galaxy at umaabot sa daan-daang milyong light years. Ang mga layer na ito ay konektado sa pamamagitan ng mga thread na hugis tabako. Sa mga puwang sa pagitan ng mga thread ay may mga void kung saan walang mga kalawakan. Ang malalaking galaxy, gaya ng sa amin, ay karaniwang matatagpuan sa mga puntong iyon sa web kung saan maraming thread ang nagsalubong.

Bilang isang nagtapos na estudyante sa Durham University sa England, nagtayo ako ng mga modelo ng computer ng mga siksik na rehiyong ito. Isang araw nagdala ako ng printout ng mga pinakabagong resulta sa aking opisina. superbisor Carlos Frank. Ang modelong pinagtatrabahuhan ko ay nasubaybayan ang pagbuo ng Milky Way at ang mga kapaligiran nito sa loob ng 13 bilyong taon ng kasaysayan ng sansinukob - pinag-aralan ni Frank ang pagguhit ng computer nang ilang segundo, at pagkatapos ay iwinagayway ang papel at bumulalas: "Iwanan ang lahat ng iba pa! Ang mga satellite galaxy na iyong pinag-aaralan, bawat isa sa kanila, ay nasa napakagandang Krupa plane na iyon! Hindi ginawa ng aming modelo ang mga resulta ng mga dating ginawang modelo ng computer - pare-parehong pamamahagi satellite galaxy sa halo ng Milky Way. Sa halip, hinulaan ng computer ang pagbuo ng mga satellite ng eroplano ng tubig - napakalapit sa naobserbahan ng mga astronomo. Nadama namin na ang aming modelo ay magsisimulang malutas ang misteryo kung paano ang mga dwarf satellite ay maaaring kakaibang matatagpuan sa kalawakan.

"Bakit hindi mo sundan ang ebolusyon ng mga satellite sa nakaraan upang makita kung saan sila nanggaling?" mungkahi ni Frank. Nasa amin ang resulta; ngayon ay oras na upang galugarin ang mga intermediate na yugto ng ebolusyon.

Nang tumingin kami sa simulation pabalik, nakita namin na ang dwarf galaxies ay hindi nagmula sa mga rehiyon na katabi kaagad ng Milky Way. Bilang isang patakaran, sila ay naka-grupo nang kaunti pa, sa loob ng mga thread ng cosmic web. Ang mga thread ay mas maraming lugar mataas na density kaysa space voids. Ito marahil ang dahilan kung bakit nakakaakit sila ng kalapit na alikabok at gas at kinokolekta ang mga ito sa mga namumuong galaxy.

Ang medyo maliwanag at malalaking liwanag ay medyo madaling makita sa mata, ngunit marami pang dwarf na bituin sa Galaxy, na makikita lamang sa malalakas na teleskopyo, kahit na matatagpuan malapit sa solar system. Kabilang sa mga ito ay may parehong katamtaman na mga centenarian - red dwarf, at brown dwarf na hindi umabot sa ganap na stellar status at retiradong white dwarf, na unti-unting nagiging itim.

Ang kapalaran ng isang bituin ay ganap na nakasalalay sa laki, o sa halip sa masa. Upang mas mahusay na isipin ang masa ng isang bituin, maaari nating ibigay ang sumusunod na halimbawa. Kung maglalagay ka ng 333 thousand sa isang sukat mga globo, at sa kabilang banda - ang Araw, pagkatapos ay balansehin nila ang bawat isa. Sa mundo ng mga bituin, ang ating Araw ay karaniwan. Ito ay 100 beses na mas mababa sa masa sa karamihan malalaking bituin at 20 beses na mas mataas kaysa sa pinakamagaan. Mukhang maliit ang saklaw: humigit-kumulang mula sa isang balyena (15 tonelada) hanggang sa isang pusa (4 na kilo). Ngunit ang mga bituin ay hindi mga mammal, kanilang pisikal na katangian ay higit na nakadepende sa masa. Ihambing ang hindi bababa sa temperatura: para sa isang balyena at isang pusa, ito ay halos pareho, ngunit para sa mga bituin ito ay naiiba sampung beses: mula 2000 Kelvin para sa mga dwarf hanggang 50,000 para sa malalaking bituin. Kahit na mas malakas - bilyun-bilyong beses ang kapangyarihan ng kanilang radiation ay naiiba. Iyon ang dahilan kung bakit madali nating napapansin ang malalayong higanteng mga bituin sa kalangitan, at hindi natin nakikita ang mga dwarf kahit na sa paligid ng Araw.

Ngunit kapag ginawa ang maingat na mga kalkulasyon, lumabas na ang pagkalat ng mga higante at dwarf sa Galaxy ay malakas na kahawig ng sitwasyon sa mga balyena at pusa sa Earth. Mayroong panuntunan sa biosphere: mas maliit ang organismo, mas maraming indibidwal ang likas na katangian nito. Ito ay lumalabas na totoo rin ito para sa mga bituin, ngunit ang pagpapaliwanag sa pagkakatulad na ito ay hindi napakadali. Sa wildlife, gumagana ang mga food chain: ang mga malalaki ay kumakain ng maliliit. Kung mas maraming fox sa kagubatan kaysa hares, ano ang kakainin ng mga fox na ito? Gayunpaman, ang mga bituin sa pangkalahatan ay hindi kumakain sa isa't isa. Kung gayon bakit may mas kaunting mga higanteng bituin kaysa sa mga duwende? Alam na ng mga astronomo ang kalahati ng sagot sa tanong na ito. Ang katotohanan ay ang buhay ng isang napakalaking bituin ay libu-libong rad na mas maikli kaysa sa isang dwarf. Upang mapanatili ang kanilang sariling katawan mula sa pagbagsak ng gravitational, ang mabibigat na bituin ay kailangang magpainit hanggang sa mataas na temperatura - daan-daang milyong digri sa gitna. Ang mga reaksyon ng thermonuclear ay napakatindi sa kanila, na humahantong sa napakalaking kapangyarihan ng radiation at mabilis na pagkasunog ng "gasolina". Ang isang napakalaking bituin ay gumugugol ng lahat ng enerhiya nito sa loob ng ilang milyong taon, at ang mga matipid na dwarf, dahan-dahang umuusok, ay umaabot sa kanilang termonuklear na buhay sa sampu o higit pang bilyong taon. Kaya, sa tuwing ipinanganak ang isang duwende, ito ay nabubuhay pa, dahil ang edad ng Galaxy ay halos 13 bilyong taong gulang lamang, ngunit ang napakalaking bituin na ipinanganak higit sa 10 milyong taon na ang nakalilipas ay matagal nang namatay.

Gayunpaman, ito ay kalahati lamang ng sagot sa tanong kung bakit bihira ang mga higante sa kalawakan. At ang iba pang kalahati ay ang napakalaking bituin ay ipinanganak na mas madalas kaysa sa mga dwarf. Para sa isang daang bagong panganak na bituin tulad ng ating Araw, isang bituin lamang ang lumilitaw na may mass na 10 beses na mas malaki kaysa sa Araw. Ang dahilan nito mga pattern sa kapaligiran Ang mga astrophysicist ay hindi pa naiisip ito.

Hanggang kamakailan lamang, nagkaroon ng malaking butas sa pag-uuri ng mga bagay na pang-astronomiya: ang pinakamaliit sikat na bituin ay 10 beses na mas magaan kaysa sa Araw, at ang karamihan napakalaking planeta- Jupiter - 1000 beses. Mayroon bang mga intermediate na bagay sa kalikasan, maliban sa mga bituin o planeta, na may mass sa pagitan ng 1/1000 at 1/10 ng solar mass? Paano ito dapat magmukhang? nawawalang link"? Maaari ba itong matukoy? Ang mga tanong na ito ay matagal nang nag-aalala sa mga astronomo, ngunit ang sagot ay nagsimulang mabuo lamang noong kalagitnaan ng 1990s, nang ang mga programa sa paghahanap ng mga planeta sa labas ng solar system ay nagbunga ng mga unang bunga. Natuklasan ang mga higanteng planeta na umiikot sa ilang mga bituin na parang araw, na lahat ay mas malaki kaysa sa Jupiter. Ang mass gap sa pagitan ng mga bituin at mga planeta ay nagsimulang lumiit. Ngunit posible ba ang isang bono, at saan iguguhit ang hangganan sa pagitan ng bituin at planeta?

Hanggang kamakailan, tila ito ay medyo simple: ang bituin ay kumikinang sariling liwanag, at ang planeta ay makikita. Samakatuwid, ang mga bagay na iyon ay nabibilang sa kategorya ng mga planeta, sa kalaliman kung saan, sa buong panahon ng kanilang pag-iral, ang mga reaksyon ay hindi nangyayari. thermonuclear fusion. Kung, sa ilang yugto ng ebolusyon, ang kanilang kapangyarihan ay maihahambing sa ningning (iyon ay, ang mga reaksiyong thermonuclear ay nagsilbing pangunahing pinagmumulan ng enerhiya), kung gayon ang nasabing bagay ay nararapat na tawaging isang bituin. Ngunit ito ay lumabas na maaaring may mga intermediate na bagay kung saan nagaganap ang mga reaksyon ng thermonuclear, ngunit hindi kailanman nagsisilbing pangunahing mapagkukunan ng enerhiya. Natuklasan sila noong 1996, ngunit bago pa man ay tinawag silang brown dwarf. Ang pagbubukas ng mga ito kakaibang bagay na nauna sa isang tatlumpung taong paghahanap, na nagsimula sa isang kahanga-hangang teoretikal na hula.

Noong 1963, isang batang Amerikanong astrophysicist na nagmula sa India, si Shiv Kumar, ay nagkalkula ng mga modelo ng pinakamaliit na malalaking bituin at nalaman na kung ang masa ay katawan ng kosmiko lumampas sa 7.5% ng araw, pagkatapos ay ang temperatura sa core nito ay umabot sa ilang milyong degree at ang R thermonuclear reactions ng conversion ng hydrogen sa helium ay nagsisimula dito. Sa mas maliit na masa, humihinto ang compression bago maabot ng temperatura sa gitna ang halaga na kinakailangan para magpatuloy ang reaksyon ng helium fusion. Simula noon, ang kritikal na mass value na ito ay tinawag na "hydrogen ignition limit", o ang Kumar limit. Kung mas malapit ang isang bituin sa limitasyong ito, mas mabagal ang mga reaksyong nuklear nito. Halimbawa, na may mass na 8% ng solar star ay "smolder" para sa mga 6 trilyong taon - 400 beses na higit pa kaysa sa kasalukuyang edad ng uniberso! Kaya, sa anumang panahon na ipinanganak ang gayong mga bituin, lahat sila ay nasa kanilang kamusmusan.

Gayunpaman, sa buhay ng mga hindi gaanong napakalaking bagay ay may isang maikling yugto kapag sila ay kahawig ng isang normal na bituin. Ito ay tungkol tungkol sa mga katawan na may masa mula 1% hanggang 7% ng masa ng Araw, iyon ay, mula 13 hanggang 75 masa ng Jupiter. Sa panahon ng pagbuo, pag-urong sa ilalim ng impluwensya ng grabidad, sila ay nagpainit at nagsisimulang kuminang sa infrared at kahit na medyo pula - nakikitang liwanag. Ang temperatura ng kanilang ibabaw ay maaaring tumaas sa 2500 Kelvin, at sa kalaliman ay lumampas sa 1 milyong Kelvin. Ito ay sapat na upang simulan ang reaksyon ng thermonuclear fusion ng helium, ngunit hindi mula sa ordinaryong hydrogen, ngunit mula sa isang napakabihirang mabigat na isotope - deuterium, at hindi ordinaryong helium, ngunit ang light isotope ng helium-3. Dahil napakakaunting deuterium sa cosmic matter, lahat ng ito ay mabilis na nasusunog, nang hindi nagbibigay ng makabuluhang pagpapalabas ng enerhiya. Ito ay tulad ng paghahagis ng isang piraso ng papel sa isang lumalamig na apoy: ito ay masusunog kaagad, ngunit hindi ito magbibigay ng init. Ang isang "patay na patay" na bituin ay hindi maaaring magpainit nang mas malakas - ang compression nito ay humihinto sa ilalim ng impluwensya ng panloob na presyon ng bulok na gas. Pinagkaitan ng mga pinagmumulan ng init, lumalamig lamang ito sa hinaharap, tulad ng isang ordinaryong planeta. Samakatuwid, ang mga nabigong bituin na ito ay mapapansin lamang sa kanilang maikling kabataan, habang sila ay mainit-init. Hindi sila nakatakdang maabot ang nakatigil na rehimen ng thermonuclear combustion.

Pagtuklas ng "stillborn" na mga bituin

Sigurado ang mga physicist na pinapayagan ang hindi ipinagbabawal ng mga batas sa konserbasyon. Idinagdag ito ng mga astronomo; ang kalikasan ay mas mayaman kaysa sa ating imahinasyon. Kung nakapag-imbento si Shiv Kumar ng mga brown dwarf, mukhang hindi magiging mahirap ang kalikasan na likhain sila. Sa loob ng tatlong dekada, nagpatuloy ang walang kabuluhang paghahanap para sa mga malalabong luminaries na ito. Parami nang parami ang mga mananaliksik na kasama sa gawain. Maging ang theorist na si Kumar ay kumapit sa teleskopyo sa pag-asang mahanap ang mga bagay na natuklasan niya sa papel. Ang kanyang ideya ay simple: ang pag-detect ng isang solong brown dwarf ay napakahirap, dahil kailangan mo hindi lamang ayusin ang radiation nito, kundi pati na rin upang patunayan na ito ay hindi malayo. higanteng bituin na may malamig (ayon sa mga pamantayan ng bituin) na kapaligiran, o kahit isang kalawakan na napapalibutan ng alikabok sa gilid ng uniberso. Ang pinakamahirap na bagay sa astronomy ay upang matukoy ang distansya sa isang bagay. Samakatuwid, kinakailangang maghanap ng mga dwarf malapit sa normal na mga bituin, ang mga distansya na alam na. Pero maliwanag na Bituin bubulagin ang teleskopyo at hindi ka papayag na makita ang dim dwarf. Samakatuwid, kailangan mong hanapin ang mga ito sa tabi ng iba pang mga dwarf! Halimbawa, na may pula - mga bituin na may napakaliit na masa o puti - mga lumalamig na labi ng mga normal na bituin. Noong 1980s, walang laman ang mga paghahanap ni Kumar at ng iba pang astronomo. Bagaman mayroong mga ulat tungkol sa pagtuklas ng mga brown dwarf nang higit sa isang beses, ang isang detalyadong pag-aaral sa bawat oras ay nagpakita na ang mga ito ay maliliit na bituin. Gayunpaman, ang ideya ng paghahanap ay tama, at makalipas ang isang dekada, gumana ito.

Noong 1990s, nakakuha ang mga astronomo ng mga bagong sensitibong radiation detector - mga array ng CCD at malalaking teleskopyo hanggang sa 10 metro ang lapad na may adaptive optics, na nagbabayad para sa mga distortion na ipinakilala ng atmospera at nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng mga larawan mula sa ibabaw ng Earth na halos kasinglinaw ng mula sa kalawakan. Agad itong nagbunga: natuklasan ang mga napakadilim na pulang dwarf, na literal na nasa hangganan ng mga kayumanggi.

At ang unang brown dwarf ay natagpuan noong 1995 ng mga grupo ng mga astronomo na pinamumunuan ni Rafael Rebolo mula sa Institute of Astrophysics sa isla ng Canary. Gamit ang isang teleskopyo sa isla ng La Palma, nakakita sila ng isang bagay sa Pleiades star cluster, na tinawag nilang Teide Pleiades 1, na hiniram ang pangalan mula sa Pico de Teide volcano sa isla ng Tenerife. Totoo, nanatili ang ilang pag-aalinlangan tungkol sa kalikasan ng bagay na ito, at habang pinatunayan ng mga astronomong Espanyol na isa nga itong brown dwarf, inihayag ng kanilang mga kasamahan sa Amerika ang kanilang pagtuklas sa parehong taon. Isang team na pinamumunuan ni Tadashi Nakajima mula sa California Institute of Technology, gamit ang mga teleskopyo sa Palomar Observatory, na natuklasan sa layong 19 light-years mula sa Earth sa constellation Hare, sa tabi ng napakaliit at malamig na bituin na Gliese 229, mas maliit pa ito. at mas malamig na satellite na Gliese 229B. Ang temperatura ng ibabaw nito ay 1000 K lamang, at ang lakas ng radiation ay 160 libong beses na mas mababa kaysa sa araw.

Ang hindi-stellar na kalikasan ng Gliese 229B ay sa wakas ay nakumpirma noong 1997 ng tinatawag na lithium test. Sa normal na mga bituin, ang isang maliit na halaga ng lithium, na napanatili mula sa panahon ng kapanganakan ng Uniberso, ay mabilis na nasusunog sa mga reaksiyong thermonuclear. Gayunpaman, ang mga brown dwarf ay hindi sapat na mainit para dito. Nang matuklasan ang lithium sa kapaligiran ng Gliese 229B, ang bagay na ito ang naging unang "tiyak" na brown dwarf. Sa laki, halos tumutugma ito sa Jupiter, at ang masa nito ay tinatantya sa 3-6% ng masa ng Araw. Umiikot ito sa mas malaking kasama nitong si Gliese 229A sa isang orbit na may radius na humigit-kumulang 40 mga yunit ng astronomya(tulad ng Pluto sa paligid ng Araw).

Mabilis na naging malinaw na hindi ang pinakamalaking teleskopyo ang angkop para sa paghahanap ng "mga nabigong bituin". Ang unang nag-iisang brown dwarf ay natuklasan sa isang ordinaryong teleskopyo sa panahon ng sistematikong mga survey sa kalangitan. Halimbawa, ang bagay na Kelu-1 sa konstelasyon na Hydra ay natuklasan bilang bahagi ng isang pangmatagalang paghahanap para sa mga dwarf star sa paligid ng Araw, na nagsimula sa European Southern Observatory sa Chile noong 1987. Gamit ang 1-meter Schmidt telescope, ang astronomer ng Unibersidad ng Chile na si Maria Teresa Ruiz ay regular na kumukuha ng mga bahagi ng kalangitan sa loob ng maraming taon, at pagkatapos ay inihahambing ang mga larawang kinunan sa pagitan ng mga taon. Sa daan-daang libong malabong bituin, hinahanap niya ang mga kapansin-pansing nababago sa iba - ito hindi mapag-aalinlanganang tanda mga kalapit na ilaw. Sa ganitong paraan, natuklasan na ni Maria Ruiz ang dose-dosenang white dwarf, at noong 1997 nakakuha na rin siya ng brown. Ang uri nito ay tinutukoy ng spectrum, kung saan ang mga linya ng lithium at methane ay naging. Tinawag itong Kelu-1 ni Maria Ruiz: sa wika ng mga taong Mapuche na dating tinitirhan gitnang bahagi Chile, "kelu" ay nangangahulugang pula. Ito ay matatagpuan sa layo na humigit-kumulang 30 light years mula sa Araw at hindi nauugnay sa anumang bituin.

Ang lahat ng mga natuklasan na ito, na ginawa noong 1995-1997, ay naging mga prototype ng isang bagong klase ng mga astronomical na bagay, na naganap sa pagitan ng mga bituin at mga planeta. Gaya ng karaniwang nangyayari sa astronomiya, ang mga unang pagtuklas ay sinundan kaagad ng mga bago. AT mga nakaraang taon maraming dwarf ang natuklasan sa mga nakagawiang 2MASS at DENIS infrared sky survey.

alikabok ng bituin

Di-nagtagal pagkatapos ng pagtuklas, pinilit ng mga brown dwarf ang mga astronomo na gumawa ng mga pagsasaayos sa itinatag na mga dekada na ang nakalipas parang multo na pag-uuri mga bituin. Optical spectrum ang mga bituin ay ang kanyang mukha, o sa halip, ang kanyang pasaporte. Ang posisyon at intensity ng mga linya sa spectrum ay pangunahing nagpapahiwatig ng temperatura sa ibabaw, pati na rin ang iba pang mga parameter, sa partikular, ang komposisyon ng kemikal, density ng gas sa kapaligiran, at lakas ng field. magnetic field atbp. Mga 100 taon na ang nakalilipas, ang mga astronomo ay nakabuo ng isang klasipikasyon ng stellar spectra, na nagtalaga ng bawat klase na may titik alpabetong Latin. Ang kanilang pagkakasunud-sunod ay paulit-ulit na binago, muling pagsasaayos, pag-alis at pagdaragdag ng mga titik, hanggang sa nabuo ang isang pangkalahatang tinatanggap na pamamaraan na nagsilbi sa mga astronomo nang walang kamali-mali sa loob ng maraming dekada. AT tradisyonal na anyo ang pagkakasunud-sunod ng mga spectral na klase ay ganito ang hitsura: O-B-A-F-G-K-M. Ang temperatura sa ibabaw ng mga bituin mula sa klase O hanggang sa klase M ay bumababa mula 100,000 hanggang 2000 K. Ang mga estudyante ng astronomiya sa Ingles ay nakabuo pa nga ng isang mnemonic rule para sa pag-alala sa pagkakasunud-sunod ng mga titik na “Oh! Be A Fine Girl, Kiss Me!" At sa pagpasok ng siglo, ang klasikong hilera na ito ay kailangang palawigin ng dalawang titik nang sabay-sabay. Ito ay lumabas na ang pagbuo ng spectra ng sobrang malamig na mga bituin at mga substar ay napaka mahalagang papel naglalaro ng alikabok.

Sa ibabaw ng karamihan sa mga bituin, dahil sa mataas na temperatura, walang mga molekula ang maaaring umiral. Gayunpaman, sa pinakamalamig na M-class na mga bituin (na may temperatura sa ibaba 3000 K), ang mga malakas na banda ng pagsipsip ng titanium at vanadium oxides (TiO, VO) ay makikita sa spectra. Natural, inaasahan na kahit na ang mas malalamig na brown dwarf ay magkakaroon ng mga ito mga linya ng molekular magiging mas malakas pa. Sa parehong 1997, natuklasan ang isang brown na kasamang GD 165B malapit sa white dwarf GD 165, na may temperatura sa ibabaw na 1900 K at luminosity na 0.01% solar. Nagulat ang mga mananaliksik sa katotohanan na, hindi tulad ng iba pang malamig na bituin, wala itong mga banda ng pagsipsip ng TiO at VO, kung saan tinawag itong " kakaibang bituin". Ang spectra ng iba pang mga brown dwarf na may temperaturang mas mababa sa 2000 K ay naging pareho. Ang mga kalkulasyon ay nagpakita na ang mga molekula ng TiO at VO sa kanilang mga atmospera ay namumuo sa mga solidong particle - mga particle ng alikabok, at hindi na nagpapakita ng kanilang sarili sa spectrum, tulad ng katangian ng gas mga molekula.

Upang isaalang-alang ang feature na ito, iminungkahi ni Davy Kirkpatrick mula sa California Institute of Technology na palawakin ang tradisyonal na spectral classification sa susunod na taon sa pamamagitan ng pagdaragdag ng L class para sa low-mass infrared na bituin na may temperatura sa ibabaw na 1500-2000 K. Karamihan sa L-class ang mga bagay ay dapat na mga brown dwarf, bagama't ang napakatandang mga bituin na mababa ang masa ay maaari ding lumamig sa ibaba 2000 K.

Sa pagpapatuloy ng pag-aaral ng L-dwarfs, natuklasan ng mga astronomo ang higit pang mga kakaibang bagay. Ang kanilang spectra ay nagpapakita ng malakas na mga banda ng pagsipsip ng tubig, mitein, at molekular na hydrogen, kaya naman tinawag silang "methane dwarfs". Ang prototype ng klase na ito ay itinuturing na unang natuklasang brown dwarf Gliese 229B. Noong 2000, nakilala ni James Liebert at mga kasamahan mula sa Unibersidad ng Arizona malayang grupo Mga T-dwarf na may temperatura na 1500-1000 K at kahit na bahagyang mas mababa.

Ang mga brown dwarf ay nagpapakita sa mga astronomo ng maraming kumplikado at napaka mga kawili-wiling tanong. Ang mas malamig na kapaligiran ng isang bituin, mas mahirap pag-aralan ito para sa parehong mga tagamasid at mga teorista. Ang pagkakaroon ng alikabok ay nagpapahirap sa gawaing ito: paghalay particulate matter hindi lamang nagbabago ang komposisyon ng mga libreng elemento ng kemikal sa kapaligiran, ngunit nakakaapekto rin sa paglipat ng init at ang hugis ng spectrum. Sa partikular, teoretikal na mga modelo isinasaalang-alang ang hinulaang alikabok ang greenhouse effect sa itaas na kapaligiran, na kinumpirma ng mga obserbasyon. Bilang karagdagan, ang mga kalkulasyon ay nagpapakita na pagkatapos ng paghalay, ang mga particle ng alikabok ay nagsisimulang lumubog. Marahil sa iba't ibang antas makapal na ulap ng alikabok ang nabubuo sa atmospera. Ang meteorolohiya ng mga brown dwarf ay maaaring iba-iba tulad ng sa mga higanteng planeta. Ngunit kung ang mga atmospera ng Jupiter at Saturn ay maaaring pag-aralan nang malapitan, kung gayon kakailanganing matukoy ang mga methane cyclone at dust storm ng mga brown dwarf sa pamamagitan lamang ng kanilang spectra.

Mga Lihim ng "Half-Bloods"

Ang mga tanong tungkol sa pinagmulan at kasaganaan ng mga brown dwarf ay bukas pa rin. Ang mga unang bilang ng kanilang bilang sa kabataan mga kumpol ng bituin Ang uri ng Pleiades ay nagpapakita na kumpara sa mga normal na bituin kabuuang timbang Ang mga brown dwarf, tila, ay hindi gaanong kalaki upang "isulat" ang buong nakatagong masa ng Galaxy sa kanila. Ngunit ang konklusyong ito ay kailangan pa ring patunayan. Ang pangkalahatang tinatanggap na teorya ng pinagmulan ng mga bituin ay hindi sumasagot sa tanong kung paano nabuo ang mga brown dwarf. Ang mga bagay na tulad ng mababang masa ay maaaring mabuo tulad ng mga higanteng planeta sa mga circumstellar disk. Ngunit medyo ilang solong brown dwarf ang natuklasan, at mahirap ipagpalagay na lahat sila ay nawala sa kanilang mas malalaking mga kasama pagkatapos ng kapanganakan. Bilang karagdagan, kamakailang natuklasan ang isang planeta sa orbit sa paligid ng isa sa mga brown dwarf, na nangangahulugang hindi ito sumailalim sa malakas na impluwensya ng gravitational mga kapitbahay, kung hindi ay nawala ang dwarf sa kanya.

Ganap espesyal na paraan Ang kapanganakan ng mga brown dwarf ay kamakailan na binalangkas sa pag-aaral ng dalawang malapit na binary system - LL Andromeda at EF Eridani. Mayroon silang mas malawak na kasama, Puting dwende, na may gravity nito ay humihila ng bagay mula sa isang hindi gaanong napakalaking kasama, ang tinatawag na star-to-burrow. Ipinapakita ng mga kalkulasyon na sa simula sa mga sistemang ito, ang mga donor satellite ay ordinaryong bituin, ngunit sa loob ng ilang bilyong taon ang kanilang masa ay bumaba sa ibaba ng limitasyong halaga at ang mga thermonuclear na reaksyon sa kanila ay namatay. Ngayon sa pamamagitan ng panlabas na mga palatandaan sila ay karaniwang mga brown dwarf.

Ang temperatura ng donor star sa LL Andromeda system ay humigit-kumulang 1300 K, at sa EF Eridani system ay humigit-kumulang 1650 K. Ang mga ito ay ilang sampung beses lamang na mas malaki kaysa sa Jupiter sa masa, at ang mga linya ng methane ay makikita sa kanilang spectra . Magkano panloob na istraktura at ang kemikal na komposisyon na katulad ng sa "tunay" na mga brown dwarf ay hindi pa rin alam. Kaya, ang isang normal na low-mass star, na nawala ang isang makabuluhang bahagi ng bagay nito, ay maaaring maging isang brown dwarf. Tama ang sinabi ng mga astronomo na ang kalikasan ay mas mapag-imbento kaysa sa ating imahinasyon. Ang mga brown dwarf, ang mga "hindi mga bituin at hindi mga planeta", ay nagsimula nang magsorpresa. Tulad ng nangyari kamakailan, sa kabila ng kanilang pagiging malamig, ang ilan sa kanila ay pinagmumulan ng radyo at maging ang X-ray (!) Radiation. Kaya sa hinaharap ito bagong uri mga bagay sa kalawakan nangangako sa amin ng maraming kawili-wiling pagtuklas.

Masisira ang mga bituin

Karaniwan, sa panahon ng pagbuo ng isang bituin, ang gravitational contraction nito ay nagpapatuloy hanggang sa maabot ng density at temperatura sa gitna ang mga halagang kinakailangan upang simulan ang mga thermonuclear reaction, at pagkatapos ay dahil sa paglabas. enerhiyang nuklear binabalanse ng pressure ng gas ang sarili nitong grabitational attraction. Sa napakalaking bituin, ang temperatura ay mas mataas at ang mga reaksyon ay nagsisimula sa isang medyo mababang density ng bagay, ngunit kaysa mas kaunting masa, mas mataas ang "densidad ng pag-aapoy". Halimbawa, sa gitna ng Araw, ang plasma ay na-compress sa 150 gramo bawat cubic centimeter.

Gayunpaman, sa isang density kahit na daan-daang beses na mas malaki, ang bagay ay nagsisimulang labanan ang presyon anuman ang pagtaas ng temperatura, at bilang isang resulta, ang compression ng bituin ay tumitigil bago ang enerhiya na nagbubunga sa mga thermonuclear reaksyon ay nagiging makabuluhan. Ang dahilan ng paghinto ng compression ay isang quantum mechanical effect, na tinatawag ng mga physicist na degenerate pressure. e gas. Ang katotohanan ay ang mga electron ay kabilang sa uri ng mga particle na sumusunod sa tinatawag na "Pauli principle", na itinatag ng physicist na si Wolfgang Pauli noong 1925. Ang prinsipyong ito ay nagsasaad na ang magkatulad na mga particle, tulad ng mga electron, ay hindi maaaring nasa parehong estado sa parehong oras. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga electron sa atom ay gumagalaw sa iba't ibang mga orbit. Walang mga atomo sa kailaliman ng isang bituin: sa isang mataas na density, sila ay durog at mayroong isang solong "electronic na dagat". Para sa kanya, ang prinsipyo ng Pauli ay ganito: ang mga electron na matatagpuan sa malapit ay hindi maaaring magkaroon ng parehong bilis.

Kung ang isang electron ay nakapahinga, ang isa ay dapat gumalaw, at ang pangatlo ay dapat gumalaw nang mas mabilis, at iba pa.Ang estadong ito ng electron gas ay tinatawag na degeneracy ng mga physicist. Kahit na nasunog ng isang maliit na bituin ang lahat ng fusion fuel nito at nawala ang pinagmumulan ng enerhiya nito, ang pag-urong nito ay maaaring ihinto ng presyon ng degenerate electron gas. Hindi mahalaga kung gaano palamig ang sangkap, sa mataas na density ang paggalaw ng mga electron ay hindi titigil, na nangangahulugan na ang presyon ng sangkap ay lalaban sa compression anuman ang temperatura: ano mas densidad, mas mataas ang presyon.

Ang pag-urong ng isang namamatay na bituin na may mass na katumbas ng araw ay titigil kapag bumaba ito sa halos kasing laki ng Earth, iyon ay, 100 beses, at ang density ng bagay nito ay nagiging isang milyong beses na mas mataas kaysa sa density ng tubig. Ito ay kung paano nabuo ang mga puting dwarf. Ang isang bituin na may mas maliit na masa ay tumitigil sa pagbagsak sa mas mababang density, dahil ang gravitational force nito ay hindi masyadong malakas. Ang isang napakaliit na bagsak na bituin ay maaaring bumagsak at huminto sa pagkontrata bago pa man tumaas ang temperatura sa loob nito sa threshold ng "thermonuclear ignition." Ang gayong katawan ay hindi kailanman magiging isang tunay na bituin.

Isang internasyonal na pangkat ng mga astronomo, kabilang si Igor Karachentsev mula sa Espesyal na Astrophysical Observatory ng Russian Academy of Sciences, ang nag-aral sa dwarf galaxy na KDG215 at nalaman na karamihan sa mga bituin dito ay nabuo sa nakalipas na bilyong taon, habang sa karamihan sa mga kilalang galaxy, ang pagbuo ng bituin. tumibok sa sampu-sampung bilyong taon na ang nakalilipas. Ang KDG215 ay isa sa mga "pinakabatang" galaxy sa komposisyon nito, na nagpapahiwatig na ang mga proseso ng ebolusyon nito ay hindi pangkaraniwan. Ang artikulo ay naisumite para sa publikasyon sa Mga Sulat sa Astrophysical Journal, ngunit sa ngayon, ang teksto ng gawain ay matatagpuan sa preprint server ng Cornell University.

Mga detalye ng eksakto kung paano mabilis at papasok ang mga kalawakan malalaking dami nananatiling hindi malinaw ang anyo ng mga bituin. Ang sitwasyon ay kumplikado sa pamamagitan ng katotohanan na ang pinakamatinding kalawakan ay "nagsilang" ng mga bagong bituin 10 bilyong taon na ang nakalilipas, at ngayon ang prosesong ito ay mas mabagal. Lalo na mahirap na sitwasyon- para sa mga dwarf galaxies, na malayo sa mga tagamasid sa lupa at kadalasang medyo madilim.

Pinag-aralan ng mga astronomo ang dwarf galaxy KDG215 sa 4.83 megaparsecs ang layo (mga 15.7 milyong light-years). Sa isang banda, ito ay medyo malapit at samakatuwid ay maginhawa para sa pagmamasid, at sa kabilang banda, mayroon itong isang bilang ng mga lubhang hindi pangkaraniwang mga tampok na nagpapahintulot sa mga siyentipiko na umasa para sa hindi pangkaraniwang mga resulta sa pag-aaral nito. Napakadilim ng KDG215 - isa ito sa pinakamadilim na mga kalawakan sa distansyang ito, at ang kasalukuyang rate ng pagbuo ng mga bagong bituin dito ay zero.

Sinubukan ng mga mananaliksik na subaybayan ang ebolusyon ng pagbuo ng bituin sa kalawakan na ito sa pamamagitan ng pagtukoy sa archive ng mga imahe teleskopyo sa kalawakan Hubble. Upang gawin ito, sinuri nila ang emission spectra ng kalawakan at nalaman kung ano ang edad ng pangunahing populasyon ng mga bituin dito. Ito ay lumabas na ang mga average na halaga nito ay napakababa: ayon sa mga kalkulasyon, mga isang bilyong taon na ang nakalilipas, isang matalim na pagsabog ng pagbuo ng bituin ang naganap sa kalawakan. Ayon sa pinakakonserbatibong pagtatantya, 1.25 bilyon na taon lamang ang nakalilipas, 30 porsiyento ng lahat ng bituin sa KDG215 ay hindi pa umiiral, habang sa iba pa. kilalang mga kalawakan sa parehong oras, hindi bababa sa 90 porsiyento ng mga bituin ay umiral na. Bukod dito, ayon sa isang hindi gaanong konserbatibong pagtatantya ng mga resulta ng mga kalkulasyon, 1.25 bilyong taon na ang nakalilipas, 66 porsiyento ng lahat ng mga bituin sa kalawakan KDG215 ay hindi umiiral. Ginagawa nitong napakabata sa mga tuntunin ng average na edad ng populasyon ng bituin nito: kahit na ang mga may-akda ay gumuhit ng mga parallel sa isang pares ng iba pang mga dwarf galaxies, hindi bababa sa kalahati ng lahat ng mga bituin doon ay nabuo na 4-7 bilyong taon na ang nakalilipas, at hindi sa lahat. sa nakalipas na bilyong taon, dahil maaaring ito ang kaso sa KDG215.

Kinuha ng mga mananaliksik ang mga kalapit na kalawakan ng KDG215 sa isang kubo na may gilid na anim na megaparsec (mga 20 milyong light years) at nalaman na hindi hihigit sa ilang bilyong taon na ang nakararaan maaari itong dumaan nang napakalapit sa Black Eye Galaxy (M64).

Ito ay isang medyo hindi pangkaraniwang bagay, na binubuo ng dalawang pinagsamang mga kalawakan, at ang paligid nito ay umiikot sa isang direksyon, at ang gas at dust disk sa gitna ng kalawakan - sa isa pa. Tulad ng napansin ng mga mananaliksik, ang isang banggaan sa gas mula sa M64 ay maaaring humantong sa isang matalim na pagtaas sa density ng mga ulap ng hydrogen sa KDG215 at, nang naaayon, isang pagsabog ng pagbuo ng bituin. Ang karagdagang pag-aaral ng bagay na ito ay maaaring linawin ang mga detalye ng mga proseso edukasyong masa mga bagong bituin sa mga kalawakan.

Ang ipinapakita ng larawan dwarf galaxy sa konstelasyon na Sculptor (Sculptor Dwarf Galaxy). Ang larawan ay kinuha gamit ang Wide Field Imager sa 2.2-meter MPG/ESO telescope sa European Southern Observatory sa La Silla. Ang kalawakang ito ay isa sa mga kapitbahay ng ating Milky Way. Ngunit, sa kabila ng pagiging malapit sa isa't isa, ang dalawang kalawakan na ito ay may ganap magkaibang kwento pinagmulan at ebolusyon, maaari nating sabihin na ang kanilang mga karakter ay ganap na naiiba. Ang dwarf galaxy sa Sculptor ay mas maliit at mas matanda kaysa sa Milky Way, na ginagawa itong isang napakahalagang bagay para sa pag-aaral ng mga proseso na humantong sa pagsilang ng mga bagong bituin at iba pang mga galaxy sa unang bahagi ng Uniberso. Gayunpaman, dahil sa katotohanan na ito ay naglalabas ng napakakaunting liwanag, ang pag-aaral nito ay napakahirap.

Ang dwarf galaxy sa constellation Sculptor ay kabilang sa isang subclass ng dwarf spheroidal galaxies at isa sa labing-apat na satellite galaxies na umiikot sa Milky Way. Ang lahat ng mga ito ay matatagpuan malapit sa isa't isa sa rehiyon ng halo ng ating Galaxy, na isang spherical na rehiyon na umaabot nang malayo sa mga hangganan ng mga spiral arm. Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang dwarf galaxy na ito ay matatagpuan sa constellation Sculptor at nasa layong 280,000 light-years mula sa Earth. Sa kabila ng kalapitan nito, natuklasan lamang ito noong 1937 sa pagdating ng mga bagong makapangyarihang instrumento, dahil ang mga bituin na bumubuo dito ay napakahina at tila nakakalat sa buong kalangitan. Gayundin, huwag ipagkamali ang kalawakan na ito sa NGC 253, na matatagpuan sa parehong konstelasyon na Sculptor, ngunit mukhang mas maliwanag at isang barred spiral.

Dwarf galaxy sa konstelasyon na Sculptor. Pinagmulan: ESO

Impormasyon sa Larawan

Impormasyon sa Larawan

Sa kabila ng kahirapan ng pagtuklas nito, ang dwarf galaxy na ito ay kabilang sa mga unang malabong dwarf na bagay na natuklasan sa rehiyon sa palibot ng Milky Way. kanya kakaibang hugis nagpapaisip sa mga astronomo mula sa sandali ng pagtuklas hanggang ngayon. Ngunit sa ating panahon, nasanay na ang mga astronomo sa mga spheroidal galaxies at napagtanto na ang mga bagay na iyon ay nagpapahintulot sa atin na tumingin sa malayo sa nakaraan ng Uniberso.

Ito ay pinaniniwalaan na ang Milky Way, gayunpaman, tulad ng lahat ng malalaking kalawakan, ay nabuo bilang resulta ng mga pagsasanib sa mas maliliit na bagay sa mga unang taon ng pagkakaroon ng Uniberso. At kung ang ilan sa mga maliliit na kalawakan na ito ay umiiral pa rin ngayon, kung gayon ang mga ito ay dapat na naglalaman ng maraming napakatandang bituin. Iyon ang dahilan kung bakit natutugunan ng Dwarf Galaxy sa constellation Sculptor ang lahat ng mga kinakailangan na naaangkop sa orihinal na mga galaxy. Ang mga sinaunang bituin lamang na ito ang makikita sa larawang ito.

Natutunan ng mga astronomo na matukoy ang edad ng mga bituin sa kalawakan sa pamamagitan ng mga katangiang lagda na naroroon sa kanilang mga bituin. luminous flux. Ang radiation na ito ay nagdadala ng napakakaunting ebidensya ng pagkakaroon ng mabibigat na elemento ng kemikal sa mga bagay na ito. Ang punto ay ganyan mga kemikal na compound may posibilidad na maipon sa mga kalawakan habang nagbabago ang mga henerasyon ng mga bituin. Kaya, ang mababang konsentrasyon ng mabibigat na molekula ay nagpapahiwatig na average na edad Ang mga bituin sa spheroidal galaxy na ito ay medyo mataas.

Isang rehiyon ng kalangitan sa paligid ng dwarf galaxy sa constellation Sculptor.

Maaaring napakaliit ng mga dwarf galaxies, ngunit mayroon silang kahanga-hangang kapangyarihan na maaaring magsilang ng mga bagong bituin. Ang mga bagong obserbasyon sa Hubble Space Telescope ay nagpakita na ang proseso ng pagbuo ng bituin sa dwarf galaxies ay gumaganap malaking papel sa maagang uniberso kaysa ngayon ay karaniwang pinaniniwalaan.

Habang ang mga kalawakan sa buong uniberso ay bumubuo pa rin ng mga bagong bituin, karamihan sa kanila ay nabuo sa pagitan ng dalawa at anim na bilyong taon pagkatapos Big Bang. Pinag-aaralan ito maagang panahon Ang kasaysayan ng uniberso ay susi kung gusto nating maunawaan kung paano lumitaw ang mga unang bituin at kung paano lumago at umunlad ang mga unang kalawakan.

Ang larawang ito ay nagpapakita ng isang seksyon ng kalangitan na minarkahan ng dwarf galaxy kung saan ang mga pagsabog ng pagbuo ng bituin ay inoobserbahan. Ang larawan ay kinuha bilang bahagi ng programang GOODS (Great Observatories Origins Deep Survey) at nagpapakita lamang ng isang frame mula sa buong survey. Pinagmulan: NASA, ESA, ang GOODS Team at M. Giavalisco (STScI/University of Massachusetts)

Ang isang bagong pag-aaral ng Hubble at ang instrumento nitong Wide Field Camera 3 (WFC3) ay nagbigay-daan sa mga astronomo na gumawa ng hakbang pasulong sa pag-unawa sa panahong iyon sa pamamagitan ng pagsusuri sa iba't ibang uri ng dwarf galaxies sa unang bahagi ng uniberso at, lalo na, pagpili lamang sa mga may malinaw na pagbuo ng bituin. mga proseso. . Ang ganitong mga kalawakan ay karaniwang tinatawag na starburst galaxies. Sa ganitong mga bagay, mas mabilis na nabuo ang mga bagong bituin. karaniwang halaga sa ibang galaxy. Ang mga nakaraang pag-aaral ay pangunahing nakatuon sa pagsusuri ng katamtaman at mataas na masa na mga kalawakan at hindi isinasaalang-alang ang malaking bilang ng mga dwarf galaxies na umiral sa aktibong panahong ito. Ngunit ang sisihin dito ay hindi gaanong sa mga siyentipiko na ayaw mag-explore ng dwarf galaxies. Ito ay malamang dahil sa kawalan ng kakayahang makita ang maliliit na bagay na ito, dahil napakalayo nila sa atin. Hanggang kamakailan lamang, ang mga astronomo ay maaaring mag-obserba ng maliliit na galaxy sa mas maliliit na distansya o malalaking galaxy sa mas malalayong distansya.

Ngayon, gayunpaman, gamit ang mga grism, ang mga astronomo ay nagawang sumilip sa mga low-mass dwarf galaxies sa malayong uniberso at isinasaalang-alang ang kontribusyon ng kanilang mga pagsabog ng pagbuo ng bituin, na tinatantya ang impormasyon sa posibleng bilang ng maliliit na kalawakan na umiiral noon. Ang grism ay isang objective na prism, isang kumbinasyon ng isang prism at isang diffraction grating na nagpapahintulot sa liwanag na dumaan nang hindi nagbabago ang spectrum nito. Ang titik na "G" sa pamagat ay mula sa grating (sala-sala).

"Palagi naming ipinapalagay na ang mga starburst dwarf galaxies ay magkakaroon ng malaking epekto sa pagsilang ng mga bagong bituin sa isang batang uniberso, ngunit ito ang unang pagkakataon na nasusukat namin ang aktwal na epekto ng mga ito. At, tila, gumanap sila ng isang makabuluhang, kung hindi isang pangunahing papel, "- Hakim Atek mula sa Swiss Polytechnic University.

"Ang mga kalawakan na ito ay bumubuo ng mga bituin nang napakabilis na maaari nilang doblehin ang kanilang buong stellar mass sa loob lamang ng 150 milyong taon. Para sa paghahambing, ang mga stellar mass para sa mga ordinaryong kalawakan ay doble sa average sa loob ng 1-3 bilyong taon, "dagdag ng co-author na si Jean-Paul Kneib.

Isang larawan ng mga galaxy sa grism mode gamit ang halimbawa ng Wide Field Camera 3 na naka-install sa Hubble at gumagana sa spectroscopy mode na ito. Ang mga pinahabang linya ng bahaghari ay hindi hihigit sa mga kalawakan na nahuli sa lens, ngunit sa grism mode ang mga ito ay kinakatawan bilang isang spectrum ng bahaghari. Dahil dito, nasusuri ng mga siyentipiko ang kemikal na komposisyon ng mga bagay sa kalawakan.