ŠtudentEdini pravi spletni portal za mlade

Mednarodna skupina astrofizikov je odkrila nekaj povsem novega, kar se skriva v središču naše galaksije, Mlečne ceste. Kaj nam je galaksija razkrila tokrat?

Velikanski enodimenzionalni filamenti

Farhad Yusef-Zadeh z univerze Northwestern je v začetku osemdesetih let prejšnjega stoletja odkril velikanske enodimenzionalne filamente, ki visijo navpično v bližini Sagittarius A*, osrednje supermasivne črne luknje naše galaksije. Zdaj so Yusef-Zadeh in njegovi sodelavci odkrili novo populacijo filamentov, ki pa so veliko krajši in ležijo vodoravno ali radialno ter se od črne luknje širijo kot špice na kolesu.

Čeprav imata obe populaciji filamentov več podobnosti, Yusef-Zadeh domneva, da imata različen izvor. Medtem ko se navpični filamenti raztezajo po galaksiji in se dvigajo do 150 svetlobnih let visoko, so vodoravni filamenti bolj podobni pikam in črticam v Morsejevi abecedi in prekinjajo le eno stran Sagittarius A*.

»Presenečenje je bilo, da smo nenadoma našli novo populacijo struktur, za katere se zdi, da kažejo v smeri črne luknje,« je dejal Yusef-Zadeh. »Ko sem jih videl, sem bil pravzaprav osupel. Morali smo opraviti veliko dela, da smo ugotovili, da se ne slepimo. In ugotovili smo, da ti filamenti niso naključni, ampak se zdi, da so povezani z iztekanjem naše črne luknje. Z njihovim preučevanjem bi lahko izvedeli več o vrtenju črne luknje in usmerjenosti akrecijskega diska. Zadovoljivo je, ko sredi kaotičnega polja jedra naše galaksije najdemo red.«

Odkritja, desetletja v nastajanju

Novo odkritje je morda presenečenje, vendar Yusefu-Zadehu odkrivanje skrivnosti v središču naše galaksije, ki je od Zemlje oddaljeno 25.000 svetlobnih let, ni tuje. Najnovejša študija temelji na štirih desetletjih njegovih raziskav. Potem ko je leta 1984 z Markom Morrisom in Donom Chanceom prvič odkril navpične filamente, je Yusef-Zadeh skupaj z Ianom Heywoodom in sodelavci kasneje odkril še dva velikanska radijsko oddajna mehurčka v bližini Strelca A*. Nato je Yusef-Zadeh (v sodelovanju s Heywoodom, Richardom Arentom in Markom Wardlom) leta 2022 v seriji publikacij razkril skoraj 1000 navpičnih filamentov, ki so se pojavljali v parih in skupkih, pogosto enako razporejeni ali drug ob drugem kot strune na harfi.

Yusef-Zadeh je za poplavo novih odkritij zaslužen izboljšani radioastronomski tehnologiji, zlasti teleskopu MeerKAT Južnoafriškega radioastronomskega observatorija (SARAO). Za natančno določitev filamentov je Yusef-Zadehova ekipa uporabila tehniko za odstranjevanje ozadja in glajenje šuma s slik MeerKAT, da bi filamente ločila od okoliških struktur.

»Nova opazovanja MeerKAT-a so spremenila pravila igre,« je dejal Yusef-Zadeh. »Napredek tehnologije in namenski čas opazovanja sta nam dala nove informacije. To je res tehnični dosežek radioastronomov.«

Horizontalno proti vertikalnemu, zanimivost Mlečne ceste

Po desetletjih preučevanja vertikalnih filamentov je bil Yusef-Zadeh šokiran, ko je odkril njihove horizontalne kolege, ki so po njegovi oceni stari približno 6 milijonov let. »Vedno smo razmišljali o vertikalnih filamentih in njihovem izvoru,« je dejal. »Navajen sem, da so navpični. Nikoli nisem pomislil, da bi lahko obstajale še druge vzdolž ravnine.«

Čeprav obe populaciji sestavljajo enodimenzionalni filamenti, ki jih je mogoče opazovati z radijskimi valovi in za katere se zdi, da so povezani z dejavnostmi v galaktičnem središču, se podobnosti tu končajo.

Navpični filamenti so pravokotni na galaktično ravnino; vodoravni filamenti so vzporedni z ravnino, vendar so usmerjeni radialno proti središču galaksije, kjer je črna luknja. Navpični filamenti so magnetni in relativistični, vodoravni filamenti pa oddajajo toplotno sevanje. Navpični filamenti zajemajo delce, ki se gibljejo s hitrostmi blizu svetlobne hitrosti; zdi se, da vodoravni filamenti pospešujejo toplotno snov v molekularnem oblaku. Obstaja več sto navpičnih filamentov in le nekaj sto vodoravnih filamentov. Navpični filamenti, visoki do 150 svetlobnih let, so veliko večji od vodoravnih filamentov, ki so dolgi le 5 do 10 svetlobnih let. Navpični filamenti krasijo tudi prostor okoli jedra galaksije; zdi se, da se vodoravni filamenti razprostirajo le na eni strani in so usmerjeni proti črni luknji.

»Ena od najpomembnejših posledic radialnega izliva, ki smo ga odkrili, je usmerjenost akrecijskega diska in izliva, ki ga poganja jet, iz Sagittarius A* vzdolž galaktične ravnine,« je dejal Yusef-Zadeh.

Delo ni nikoli končano

Novo odkritje je polno neznank in Yusef-Zadehovo delo pri razkrivanju njegovih skrivnosti se je šele začelo. Za zdaj lahko razmišlja le o verjetni razlagi o mehanizmih in izvoru nove populacije.

»Menimo, da so morale nastati z nekakšnim odtokom iz dejavnosti, ki se je zgodila pred nekaj milijoni let,« je dejal Yusef-Zadeh. »Zdi se, da so posledica interakcije te iztekajoče se snovi s predmeti v njeni bližini. Naše delo ni nikoli končano. Vedno moramo opraviti nova opazovanja in nenehno izpodbijati svoje zamisli ter izpopolnjevati svoje analize.«

Zemljin naravni satelit, Mesec, Luna… ne glede na to katero ime uporabimo, vsi vemo o čem oziroma kom govorimo. Ponoči jo občudujemo, podnevi smo presenečeni, če jo opazimo, krivimo jo za svojo slabo voljo ali zmedenost, z izgovorom »Ah, saj je polna luna«. Koliko pa zares vemo o tem nebeškem telesu, ki je od nas oddaljen 384.000 kilometrov.

Zagotovo lahko trdimo, da Luna ni iz sira (v nasprotju s tem, kar so nas učile risanke), še več zanimivih dejstev o luni pa si lahko prebereš v nadaljevanju.

Luna je nastala z eksplozivnim trkom

Prevladuje ideja, da je Luna nastala v nasilnem trčenju med Zgodnjo Zemljo (ang. Proto-Earth), ki je bila veliko večja kot Zemlja danes, in objektom približno velikosti Marsa. Ostanki so bili vrženi v vesolje in nato združeni v Luno. Sodobne raziskave potrjujejo, da je Luna narejena iz materiala iz zgodnje Zemljine skorje. Ta trk, imenovan “Hipoteza o velikem udaru”, naj bi se zgodil pred 4,5 milijarde leti in naj bi bil 100-milijonkrat večji od dogodka, ki je izbrisal dinozavre.

Včasih je bila luna videti večja

Luna je bila na začetku približno desetkrat bližje Zemlji kot zdaj. Predstavljaj si, da pogledaš v nočno nebo in vidiš Luno 10-krat večjo. Noro, kajne? Računalniške simulacije kažejo, da bi bila Luna lahko celo 12- do 19-krat bližje, na razdalji le 20.000 – 30.000 km, v primerjavi z današnjimi 384.000 km. Luna se od Zemlje še vedno počasi oddaljuje. Zaradi prenosa energije, ki nastane zaradi vrtenja in plimskih izboklin Zemlje se Luna vsako leto oddalji za 3,78 cm.

Mesečev prah diši po smodniku

Na površju Lune je veliko prahu. Eden izmed astronavtov misije Apollo 17 je njen vonj primerjal z vonjem po smodniku. Prah pa je pri nekaterih astronavtih povzročil nekakšen “lunarni seneni nahod”. Kihanje in zamašenost sta trajala nekaj dni, preden sta izginila. Dobra stvar je, da na Luni ni vetra, ki bi prah razpihaval.

Temperature površja dosežejo vrelišče

Ker Luna nima zaščitne atmosfere (za razliko od Zemlje), se njeno površje sooča z ekstremnimi temperaturami. Od neverjetno nizkih temperatur na “nočni” strani do izredno visokih na “sončni” strani. Po podatkih NASA lahko Lunina temperatura sega od 123 stopinj Celzija do -233 stopinj Celzija. Povprečna temperatura na površini je podnevi 107 stopinj Celzija in ponoči -153 stopinj Celzija.

Kraterji lahko odklenejo zgodovino vesolja

Vemo, da Luna nima atmosfere. Slabost oziroma v našem primeru prednost tega pa je, da zaradi tega ni zaščitena pred meteoriti, ki nam pomagajo pri raziskovanju “naravne zgodovine” našega Osončja. Na Zemlji je 190 kraterjev, od katerih so mnogi prekriti z vodo in rastlinjem. Na Luni pa jih je na milijone – vključno s 5000 s premerom večjim od 20 km. Ker površina Lune miruje in je izpostavljena manj geološkim silam (kot so vulkani ali erozija), lepo shranjuje neokrnjene dokaze o starodavnih formacijah in kraterjih. Zaradi tega je odličen laboratorij in arhiv za pomoč pri razumevanju našega Osončja.

Vedno vidimo isto stran Lune

Tako kot Zemlja se tudi Luna vrti okoli svoje osi. Ker ta rotacija traja približno 27 dni – skoraj enako kot 27,32 dni, kolikor Luna potrebuje, da obkroži Zemljo, vedno vidimo samo eno stran Lune. Ta pojav se imenuje “ujeta rotacija” in pomeni, da je bila druga stran Lune pred začetkom raziskovanja vesolja popolnoma nevidna. Nam bližja stran ima velike, temne ravnine, ki pogosto pokrivajo udarne kotline. Skrajna stran, ki je ne vidimo pa je bolj kraterska in razgibana, z debelejšo skorjo in manj dokazi o vulkanski dejavnosti.

Luna povzroča plimo in oseko

Plimovanje na Zemlji je posledica izboklin v vodi, ki jih povzročajo gravitacijske sile Lune. Luna vleče vodo na eni strani Zemlje, na drugi strani, kjer so njene gravitacijske sile šibkejše pa se voda izboči v nasprotno smer. Te izbokline se premikajo po oceanih, ko se Zemlja vrti, kar povzroča visoko in nizko plimovanje po vsem svetu. Ker na plimovanje vpliva tudi gravitacija Sonca, bi brez Lune plimovanje še vedno imeli, vendar bi bilo le to manjše.

Na Luni so odkrili vodo

Indijska misija je odkrila vodo blizu Luninih polov, NASA pa je našla vodo v zemlji. Te vode sicer ni veliko – približno 1 liter na en kubični meter zemlje, vendar pa povečuje možnost, da bomo nekega dne lahko zgradili baze na Luni.

Lunin mrk je rešil Krištofa Kolumba

Luna je imela (in ima) močen vpliv na človeštvo in njegovo zgodovino. Davno nazaj je celo rešila raziskovalca Krištofa Kolumba pred lakoto. Kolumb je uporabil lunin mrk 29. februarja 1504, da je prestrašil staroselske Indijance na otoku Jamajka, da so njemu in njegovi posadki dali hrano.

Lunine baze so na obzorju

Čeprav smo stoletja oddaljeni od tega, da bi na Luni živelo veliko število ljudi, je možno, da bi tam kmalu imeli znanstvene baze, podobne raziskovalnim postajam na Antarktiki. NASA upa, da bo v naslednjih nekaj letih astronavte ponovno poslala na Luno. Znanstveniki verjamejo, da bi bile lahko baze na Luni zelo uporabne. Od izboljšanja iskanja organskega materiala do vzpostavitve radijskega teleskopa, s katerim bi bolje poslušali nezemeljske signale. Lunina površina je velika kot Evropa in Afrika skupaj, mi pa smo do sedaj le opraskali površino.