V velikanskih kopicah stotin ali tisočih galaksij neštete zvezde kot izgubljene duše tavajo med galaksijami in oddajajo prividno svetlobno meglico. Te zvezde niso gravitacijsko vezane na nobeno galaksijo v zvezdni kopici.

Kako so se zvezde sploh razpršile po zvezdni kopici?

Astronomi se sprašujejo, kako so se zvezde sploh razpršile po kopici? Več konkurenčnih teorij vključuje možnost, da so bile zvezde iztrgane iz galaksij v kopici, da so bile razmetane po združitvi galaksij ali da so bile prisotne na začetku formiranja kopice pred mnogimi milijardami let.

Nedavna infrardeča raziskava Nasinega vesoljskega teleskopa Hubble, ki je iskala tako imenovano svetlobo znotraj kopice, je vnesla novo luč v to skrivnost. Nova Hubblova opazovanja kažejo, da te zvezde tavajo naokoli že milijarde let in niso produkt novejše dinamične dejavnosti znotraj jate galaksij, ki bi jih izločila iz običajnih galaksij.

Raziskava je vključevala 10 galaktičnih kopic, oddaljenih skoraj 10 milijard svetlobnih let. Te meritve morajo biti opravljene iz vesolja, saj je šibka svetloba znotraj kopice 10.000-krat šibkejša od nočnega neba, ki ga vidimo s tal.

Delež svetlobe znotraj kopice glede na celotno svetlobo v kopici ostaja konstanten

Raziskava razkriva, da delež svetlobe znotraj kopice glede na celotno svetlobo v kopici ostaja konstanten, če pogledamo milijarde let nazaj v preteklost. »To pomeni, da so bile te zvezde brez doma že v zgodnjih fazah nastajanja kopice,« je povedal James Jee z univerze Yonsei v Seulu v Južni Koreji.

Zvezde se lahko razpršijo zunaj svojega galaktičnega rojstnega kraja, ko se galaksija med kroženjem okoli središča kopice premika skozi plinasto snov v prostoru med galaksijami. Pri tem se zaradi upora plin in prah iztisneta iz galaksije. Vendar Jee na podlagi nove Hubblove raziskave izključuje ta mehanizem kot glavni vzrok za nastajanje zvezd znotraj kopice. To pa zato, ker bi se delež svetlobe v notranjosti kopice sčasoma povečal do sedanjega stanja, če bi bil glavni dejavnik odrivanje. Vendar v novih Hubblovih podatkih, ki kažejo konstanten delež skozi milijarde let, temu ni tako.

Zakaj so postale brezdomke?

»Ne vemo natančno, zakaj so postale brezdomke. Trenutne teorije ne morejo pojasniti naših rezultatov, vendar so nekako nastajale v velikih količinah v zgodnjem vesolju,« je dejal Jee. »V zgodnjih letih nastajanja so bile galaksije morda precej majhne in so zaradi šibkejšega gravitacijskega prijema zlahka izločale zvezde.«

»Če bomo ugotovili izvor zvezd znotraj kopice, nam bo to pomagalo razumeti zgodovino sestavljanja celotne kopice galaksij, poleg tega pa lahko služijo kot vidni sledilci temne snovi, ki kopico obdaja,« je dejal Hyungjin Joo z univerze Yonsei, prvi avtor prispevka. Temna snov je nevidno ogrodje vesolja, ki drži skupaj galaksije in kopice galaksij.

Če bi tavajoče zvezde nastale v razmeroma nedavni igri pinballa med galaksijami, ne bi imele dovolj časa, da bi se razpršile po celotnem gravitacijskem polju kopice, zato ne bi sledile porazdelitvi temne snovi v kopici. Če pa so se zvezde rodile v zgodnjih letih kopice, so se v celoti razpršile po celotni kopici. To bi astronomom omogočilo, da s pomočjo teh zvezd začrtajo porazdelitev temne snovi po celotni kopici.

Tehnika dopolnjuje tradicionalno metodo kartiranja

Ta tehnika je nova in dopolnjuje tradicionalno metodo kartiranja temne snovi z merjenjem, kako celotna kopica zaradi pojava, imenovanega gravitacijska leča, popači svetlobo objektov iz ozadja.

Svetlobo znotraj kopice je leta 1951 v kopici galaksij Coma prvič zaznal Fritz Zwicky, ki je poročal, da je bilo eno od njegovih najzanimivejših odkritij opazovanje svetle, šibke medgalaktične snovi v kopici. Ker je kopica Coma, v kateri je vsaj 1000 galaksij, ena od Zemlji najbližjih kopic (330 milijonov svetlobnih let), je Zwicky svetlobo duha lahko zaznal celo s skromnim 18-palčnim teleskopom.

Možnost in občutljivost Nasinega vesoljskega teleskopa Jamesa Webba v bližnji infrardeči svetlobi bosta močno razširili iskanje zvezd znotraj kopice globlje v vesolju, zato naj bi pomagali razrešiti to skrivnost.

Potne dlani so dober pokazatelj vznemirjenosti. S pomočjo tega naravnega odziva lahko znanstveniki izmerijo čustveni pritisk in pomagajo ljudem, ki se soočajo s slabim duševnim zdravjem. Žal so naprave, s katerimi so to počeli do zdaj, okorne in nezanesljive. V oči bodeči senzorji na telesu ne prispevajo nič dobrega proti stigmatizaciji, s katero se ti ljudje že tako soočajo.

Raziskovalci Teksaške univerze v Austinu in Teksaške univerze A&M so za tovrstne meritve  elektrodermalne aktivnosti uporabili novo tehnologijo elektronske tetovaže. Delovanje e-tatuja so pojasnili v članku, objavljenem v Nature Communications. Izdelan je na osnovi grafena in se natakne na dlan. Velika prednost je, da je praktično neviden, saj se pripne na dlan in poveže s pametno uro.

E-tatu je zaradi primerne izbire materialov praktičen in neopazen

Nanshu Lu, profesorica in vodja projekta, je komentirala njegovo neopaznost: »Tako nevpadljiv je, da ljudje včasih pozabijo nanj, prav tako pa zmanjša družbeno stigmo, povezano z nošenjem takih naprav na vidnih delih telesa.«

S sodelavci se z e-tatuji ukvarjajo že več let in materiali zanje so skrbno izbrani. Grafen je favorit, ker je tanek in dobro meri električni potencial telesa, kar prispeva k točnosti naprave.

Novost na področju meritev čustvenih stanj, ki jo odlikuje iznajdljiva zasnova

Izvajanje meritev, ki ponavadi potekajo v laboratorijih in ambulantah, na neopazen in nemoteč način, ni preprosta stvar. E-tatu sestavljata valovita traka (po obliki spominjata na kačo) z dvema delno prekrivnima slojema grafena in zlata. Ta oblika omogoča meritev, ki je ne zmotijo vsakodnevne aktivnosti. Odpiranje vrat, držanje volana in podobni gibi naj ne bi zmotili delovanja naprave.

E-tatu naj bi bil manj moteč in bolj točen

Trenutno tehnologijo še vedno sestavljajo elektrode, ki ne le, da so zelo vidne, ampak se tudi rade same snamejo, in senzorji za merjenje elektrodermalne aktivnosti. Ti se pritrdijo na druge dele telesa, zato je lahko meritev manj točna.

Kot navdih je služila navidezna resničnost

Za podobne metode so se odločili že drugi raziskovalci. Uporabili so nanometer debele ravne trakove, ki so e-tatu povezovali z bralnikom. Zaradi oblike niso bili kos nenehnemu gibanju. Lu je povedala, da so jih navdihnile tehnologije VR, videoigre in metaverza. Simulacije so že uporabljali za zdravljenje duševnih motenj, ni pa znana učinkovitost tega pristopa.

»Vedeti moraš, ali se ljudje na to zdravljenje odzivajo. Jim pomaga?  Zaenkrat je težko reči,« dodaja Lu.

V zadnjem desetletju so znanstveniki na Zemlji opazili sledi šestih močnih izbruhov radiacije, znanih tudi kot Miyake events oziroma Miyake dogodki, ki so se zgodili v zadnjih 9300 letih. Najbolj verjetna razlaga je, da so to posledice sončnih neviht, zaradi česar pa nekateri znanstveniki opozarjajo o naslednjem takem dogodku, ki bi lahko močno vplival na naše električno polje. A raziskave v oktobrski številki revije Proceedings of the Royal Society A namigujejo, da za skrivnostnim sevanjem morda stoji nekaj več, kot le sončni izbruhi.

Posledice izbruhov radiacije vidne v drevesih

Fizik Gianluca Quarta iz italijanske univerze Salento, pravi, da se nekaj na ujema s tem kar trenutno vemo, ter da ugotovitev poudarja potrebo po nadaljnjih preiskavah teh izbruhov, ki bi lahko v prihodnosti škodovali naši družbi.

Izbruhi radiacije, so bili najprej najdeni v drevesih. Ko le ta rastejo, se na njihovih deblih naredijo obroči oziroma letnice, ki vsebujejo kemične značilnosti iz njihove okolice. Z analiziranjem posameznih letnic, lahko znanstveniki pridobijo namige o stanju okolja v preteklosti.

Gre res za sončne nevihte?

Znanstvenica Fusa Miyake iz japonske univerze Nagoya je med preučevanjem dreves leta 2012 našla oster skok radiokarbona – različica karbona, ki lahko nastane ko kozmično sevanje zadane Zemljino atmosfero. To je opazila na letnicah okoli leta 774. Od tega odkritja dalje je bilo najdenih še 5 podobnih izbruhov v letnicah dreves po vsem svetu.

Najbolj popularna razlaga je, da so velike sončne nevihte zadele Zemljo z velikimi izbruhi radiacije. Najmočnejša sončna nevihta v znani zgodovini se je zgodila leta 1859 in jo imenujemo Carringtonov dogodek. Posledice te nevihte so bile uničene telegrafske linije in požar v Pittsbrughu. Stopnja radiacije povezana z Miyake dogodki je več kot 80-krat večja kot pri Carringtonovem dogodku, kar bi lahko predstavljalo resno tveganje za svetovno tehnologijo.

A zgodba o sončnih nevihtah ima nekaj lukenj. Nekateri znanstveniki mislijo, da bi bila stopnja radiacije iz leta 774 previsoka, da bi izvirala iz enega samega sončnega izbruha.

Fizik Benjamin Pope je s svojimi kolegi postavil vodilno hipotezo na test. Analizirali so vse javne podatke o dogodkih Miyake in pri tem uporabili računalniške simulacije Zemljinega cikla ogljika. S tem so lahko izračunali dolžino, čas in amplitudo vsakega od teh dogodkov, našli pa niso nobene povezave med dogodki Miyake in katerokoli fazo sončnega cikla. Ugotovili so tudi, da sta dva izmed teh dogodkov trajala dlje kot eno leto, kar bi bilo nepričakovano dolgo za sončno nevihto, ki povprečno trajajo od nekaj ur do nekaj dni. Če bi sončni izbruhi res povzročali te dogodke, bi morala drevesa bližje Zemljinemu polu vsebovati več radiacije, saj je tam magnetno polje šibkejše.

Te ugotovitve sicer ne izločijo hipoteze o sončnih izbruhih, in nove raziskave nam bodo mogoče podale odgovore, ki jih čakamo.