Den mest detaljerade kartan över universum har publicerats

Innehållsförteckning:

Den mest detaljerade kartan över universum har publicerats
Den mest detaljerade kartan över universum har publicerats
Anonim

Den 11 juni 2020 slutförde eROSITA-teleskopet, installerat ombord på det rysk-tyska observatoriet Spektr-RG, sin första fullständiga undersökning av himlen. De inhämtade uppgifterna gjorde det möjligt att skapa den mest detaljerade röntgenkarta över universum hittills, som innehåller mer än en miljon objekt.

Rymdteleskopet eRosita har skickat den första röntgenbilden av hela himlen.

Vårt öga uppfattar bara en liten bråkdel av hela ljusspektrumet. Vi är känsliga för fotoner inom ett visst energiområde, från rött till violett. Hur som helst, det finns många fotoner osynliga för oss, i synnerhet de som har mindre energi, som börjar med infrarött. Sedan sjunker vi in i sfären av mico- och sedan radiovågor (de är millimeter, centimeter, decimeter, meter, etc.). Alla dessa fotoner studeras av "kall" materia.

Dessutom finns det en hel rad foton som är mer energiska än violetta: ultraviolett, röntgen och gammastrålning. Som du antagligen gissat blir "het" materia källan till dessa strålar. Vår sol avger också ett litet antal sådana fotoner, men huvuddelen av dess aktivitet är koncentrerad till det synliga spektrumet (detta är absolut inte oavsiktligt: vår syn är anpassad till vår stjärnas ljus).

Att titta på universum i det synliga spektrumet är verkligen av intresse för astronomer, men detta är bara en sida av en extremt mångfacetterad bild. Detta är detsamma som att titta på en impressionistisk duk i svartvitt.

Även om vi har tillgång till några av lågenergifotonerna på jorden, är det mycket svårare att titta på universum i högenergispektrumet. Faktum är att vår atmosfär nästan helt eliminerar sådan strålning (förresten, detta är goda nyheter: det förstör komplexa molekyler, inklusive de som skapas av levande organismer, till exempel DNA …). Dessutom är sådana fotoner mindre vanliga. För att få denna värdefulla information måste instrument med hög precision skickas ut i rymden.

Ojämförlig kvalitet

Detta är precis vad det rysk-tyska teleskopet eRosita gör ombord på den ryska satelliten Spektr-RG (detta rymdobservatorium har ytterligare ett röntgenteleskop som är känsligt för partiklar med högre energi). Den lanserades av Proton -raketen från Baikonur -kosmodromen den 13 juli 2019 och gick in i en bana på ett avstånd av 1,5 miljoner kilometer från jorden (cirka fyra avstånd till månen).

På sex månader har eRosita sammanställt den första fullständiga himmelbilden av makalös kvalitet och släpptes förra veckan. Det föregående skapades av det tyska Rosat -teleskopet, som lanserades 1990. "Ett imponerande resultat", säger Didier Barret, en högenergispecialist vid Institute for Astrophysical and Planetary Research. - De hittade ungefär en miljon källor - det här numret är jämförbart med det som var känt för oss hittills …"

"Datainsamlingen gick nästan felfritt", säger kollegan Nicolas Clerc, en av få fransmän i eRosita -konsortiet. - Vi kommer att kunna använda 97% av observationerna. Och detta är bara den första av åtta studier som genomförs på fyra år. Med dataöverlägg kan vi hitta ännu svagare eller mer avlägsna källor.”

I den allmänna bilden är de allra flesta vita prickarna inte stjärnor, utan aktiva galaktiska kärnor. Det vill säga supermassiva svarta hål (deras massa är miljarder gånger större än vår sol) som absorberar materia. Förstörelsen av gas och damm är så aggressiv att det leder till bildandet av kraftfulla röntgenstrålar. "Detta står för cirka 80% av alla röntgenkällor på kartan", förklarar Johan Comparat, som ansvarar för kosmologisk analys av eRosita-data, från Max Planck Institute for Astrophysics.

I detta avseende är specialisten mest intresserad av en annan typ av objekt: kluster av galaxer. Dessa grupper, som inkluderar hundratals till tusentals galaxer, badar i moln av mycket sällsynt men mycket varm (tiotals miljoner grader) gas. Det finns mindre än en atom per liter volym (det finns 50.000.000.000.000.000.000.000 atomer per liter i luften), men dessa atomer är så mycket upphetsade att de blir källor till röntgenstrålar. "Även om denna gas är mycket sällsynt, dominerar den i kluster, eftersom dess massa är 5-10 gånger större än massan av i själva verket galaxer", understryker experten.

Totalt kunde eRosita identifiera 20 000 kluster under studien. De närmaste är små och suddiga vita punkter vid bildens kanter. Ändå är de flesta väldigt långt ifrån oss. "Målet nu är att bestämma avståndet till dem och se hur deras fördelning förändras över tid." Ju längre vi tittar, desto mer går vi tillbaka i tiden (ljuset når oss inte direkt). I det här fallet kan vi titta på för 10 miljarder år sedan (för referens uppskattas universums ålder till 13,8 miljarder år). "Kluster är belägna i korsningarna mellan kosmiska trådar som beskriver universums djupa struktur", konstaterar specialisten. "Om vi tittar på fördelningen av kluster kan vi se hur denna struktur kan förändras, vilket kommer att återspeglas i modellerna för universums utveckling."

Falska färger

När vi tittar närmare oss domineras kartan av dubbla röntgenkällor i vår egen galax. Dessa par innehåller vanligtvis en superdens kropp, till exempel ett svart hål, som sväljer upp en närliggande stjärna. Som du kanske gissar åtföljs denna process av en aktiv frigöring av energi. Detta inkluderar i synnerhet de blå prickarna vid bildens ekvatorn. Och en mycket stor och ljus vit prick i mitten av kartan. Detta är Scorpio X-1, en neutronstjärna som absorberar materia från en närliggande stjärna. Den är 9 000 ljusår bort (för jämförelse är vår galax cirka 100 gånger bredare) och är den mest kraftfulla röntgenkällan på vår himmel.

Det är värt att notera att färgerna i den här bilden inte stämmer. Experter markerade den lägsta energistrålningen i rött, medellång strålning i grönt och de högsta energikällorna i blått. Kombinationen av tre färger (deras intensitet beror på antalet fångade fotoner) drar en allmän bild i det spektrum vi ser. Den rödaktiga slöjan i bilden är den lokala bubblan, ett moln av het gas som omsluter vårt solsystem och kan vara resultatet av explosionen av en eller flera supermassiva stjärnor för miljontals år sedan.

De gula fläckarna på vardera sidan av ekvatorn är Fermi -bubblor. Dessa formationer, som upptäcktes 2012, verkar vara förknippade med galaxens centrum, liksom möjligen det supermassiva svarta hålet Skytten A. De kunde ha uppstått för cirka 3 miljoner år sedan, när detta rymdmonster var mer aktivt än det är nu, och slukade gas, stjärnor och damm. Kanske kan data från eRosita tillåta oss att ta reda på mer om detta.

Rekommenderad: