Einstakt nýtt tæki ásamt öflugum sjónauka og smá hjálp frá náttúrunni hefur gefið rannsakendum innsýn inn í vetrarbrautaræktina í hjarta hins unga alheims. Eftir Miklahvell fyrir um 13,8 milljörðum ára síðan fylltist alheimurinn snemma af risastórum skýjum af hlutlausu dreifðu gasi sem kallast rotnandi Lyman-α kerfi eða DLA. Þessar DLA þjónuðu sem vetrarbrautaræktarstöðvar þar sem lofttegundirnar í þeim þéttust hægt og rólega og ýtti undir myndun stjarna og vetrarbrauta. Það er hægt að fylgjast með þeim enn í dag, en það er ekki auðvelt. „DLA ský eru lykillinn að því að skilja hvernig vetrarbrautir myndast í alheiminum, en venjulega er erfitt að fylgjast með þeim vegna þess að skýin eru of dreifð og gefa ekki frá sér ljós sjálf,“ sögðu vísindamennirnir, nefnilega Rongmon Bordoloy, dósent í eðlisfræði við Norður-Karólínu. Ríkisháskólinn og höfundarannsóknir.
Eins og er nota stjarneðlisfræðingar dulstirni - risastór svarthol sem gefa frá sér ljós - sem „bakljós“ til að greina DLA ský. Og á meðan þessi aðferð gerir rannsakendum kleift að ákvarða staðsetningu DLAs, virkar ljósið frá dulstirnunum sem örsmá tein í gegnum gríðarmikið ský, sem flækir tilraunir til að mæla heildarstærð þeirra og massa.
Ale Bordoloy og John O'Meara, yfirvísindamaður við U.M. stjörnustöðina. Keka í Kamuel, Hawaii, fann leið framhjá þessu vandamáli með því að nota þyngdarlinsuvetrarbraut og litrófsgreiningu til að fylgjast með tveimur DLA og vetrarbrautunum innan þeirra sem mynduðust fyrir um 11 milljörðum ára, skömmu eftir Miklahvell.
„Þyngdarlinsuvetrarbrautir eru vetrarbrautir sem virðast ílangar og bjartar,“ segir Bordoloy. „Þetta er vegna þess að fyrir framan vetrarbrautina er massamikil bygging aðdráttarafls sem skekkir ljósið sem kemur frá henni þegar það færist í átt að okkur. Fyrir vikið erum við að skoða stækkaða útgáfu af fyrirbærinu - það er eins og að nota geimsjónauka sem stækkar og gefur okkur betri mynd.“
Kosturinn við þetta er tvíþættur: Í fyrsta lagi er bakgrunnshluturinn ílengdur af himni og björt, þannig að auðvelt er að fanga litrófsmælingar frá mismunandi hlutum hlutarins. Í öðru lagi, vegna þess að linsa stækkar hlutinn, er hægt að skoða mjög litla hluta. Til dæmis, ef hlutur er eitt ljósár í þvermál, getum við rannsakað litla bita með mjög mikilli nákvæmni.
Litrófsmælingar gera stjarneðlisfræðingum kleift að „sjá“ þætti í djúpu geimnum sem eru ósýnilegir með berum augum, svo sem dreifðar loftkenndar DLA og hugsanlegar vetrarbrautir innan þeirra. Venjulega er öflun sönnunargagna langt og vandað ferli. En vísindamenn leystu þetta vandamál með því að framkvæma samþætta litrófsgreiningu með því að nota Keck Cosmic Web Imager.
Samþætt litrófsgreining gerði rannsakendum kleift að fá litrófið á hverjum einasta pixla á því svæði himinsins sem honum var beint að, sem gerði litrófsgreiningu á útbreiddum hlut á himninum mjög skilvirka. Þessi nýjung, ásamt ílangri og björtu þyngdarlinsuvetrarbrautinni, gerði liðinu kleift að kortleggja dreifða gas DLA um himininn með mikilli nákvæmni. Með þessari aðferð gátu rannsakendur ákvarðað ekki aðeins stærð DLA tveggja, heldur einnig að þær innihalda hýsilvetrarbrautir.
„Ég hef beðið eftir þessari samsetningu næstum allan minn feril: nógu öflugum sjónauka og tæki, og náttúran gefur okkur smá heppni til að rannsaka ekki einn, heldur tvo DLA á nýjan hátt,“ sögðu vísindamennirnir. „Það er frábært að sjá vísindi beitt í framkvæmd.“
Við the vegur, DLA er risastórt. Þeir eru meira en 17,4 kílóparsec í þvermál og eru meira en tveir þriðju af stærð vetrarbrautarinnar nútímans. Til samanburðar má nefna að fyrir 13 milljörðum ára var þvermál dæmigerðrar vetrarbrautar minna en 5 kílóparsek. Parsec er 3,26 ljósár og kiloparsec er 1000 parsec, þannig að ljós tekur um 56 ár að ferðast í gegnum hverja DLA.
Þú getur hjálpað Úkraínu að berjast gegn rússnesku innrásarhernum. Besta leiðin til að gera þetta er að gefa fé til hersins í Úkraínu í gegnum Bjarga lífi eða í gegnum opinberu síðuna NBU.
Lestu líka:
- Nútíma stórskotalið er ofurvopn Úkraínu. Og hvers vegna er Elon Musk hér?
- Stjörnufræðingar hafa uppgötvað "gullstaðal" stjörnu í Vetrarbrautinni