الفلك

كيف تحصل النجوم أو المجرات على دورانها؟

كيف تحصل النجوم أو المجرات على دورانها؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أفهم أنه عندما يتشكل نجم أو قرص كوكبي أو مجرة ​​، يتم الحفاظ على زخم الدوران للنظام بأكمله.

نظرًا لصغر حجم الجسم الناتج ، فسوف يدور بسرعة أعلى بكثير من السديم الأصلي.

ما لا أفهمه هو من أين يأتي الدوران الأصلي. لماذا يجب أن يكون لسحابة الغبار العشوائية دوران شامل؟ ألن تميل نبضات جميع الجسيمات في السحابة إلى متوسط ​​بعضها البعض؟

هل هناك مصدر بديل للدوران أو سبب لكون السديم مغزليًا متأصلًا؟


يمكنك أن تبدأ من فرضية عدم وجود زخم زاوي صافٍ في الكون على الإطلاق ؛ ولكن سيظل الحال أن كل شيء ذي أهمية كان يدور.

على مقاييس النجوم والكواكب ، توجد (على الأقل) آليتان مهمتان تؤديان إلى امتلاك الأنظمة الفردية للزخم الزاوي. الأول هو الاضطراب. إذا أخذت جزءًا من الغاز المضطرب من سحابة جزيئية عملاقة ، فسيظل موجودًا دائمًا بعض الزخم الزاوي ، حتى لو لم تكن السحابة الإجمالية كذلك. عندما ينهار الطرد ليشكل حفظًا للنجم / الكواكب للزخم الزاوي $ J $ وتؤدي التفاعلات التبادلية إلى زيادة معدل الدوران والانهيار نحو هندسة مستوية.

ثانيًا ، تتكون النجوم في مجموعات. هناك تفاعل بين الأنظمة النجمية في وقت مبكر من حياتهم. مرة أخرى ، قد يكون للعنقود شبكة J صغيرة ، لكن يمكن لمجموعات النجوم أن تكون كذلك ، بالنسبة إلى مركز إطار كتلتها.

على المقاييس الأكبر (المجرات) ، يصبح ثاني هذه التفسيرات أكثر أهمية. إن تفاعل المجرات وتراكمها هو ما يعطي المجرات الفردية دورانًا ، حتى لو كانت المجموعات التي ولدت فيها أقل بكثير من الزخم الزاوي الصافي أو حتى منعدمة.

كمثال على الكيفية التي تؤدي بها حقول السرعة المضطربة إلى تكاثف الجاذبية التي تحتوي على زخم زاوي ، يمكنك أن تفعل ما هو أسوأ من دراسة محاكاة تشكل النجوم التي قام بها ماثيو بات والمتعاونون. تبدأ هذه المحاكاة في السحب ذات الزخم الزاوي الصافي الصفري ، ومع ذلك تنتج مجموعة من النجوم بأقراص تراكم دوامة وأنظمة ثنائية من جميع الأشكال والأحجام وما إلى ذلك. يمكن العثور على مثال لورقة المجلات هنا: http://adsabs.harvard.edu /abs/2009MNRAS.392… 590B هنا صفحة ويب حيث يمكنك تنزيل الرسوم المتحركة ودراستها بالتفصيل http://www.astro.ex.ac.uk/people/mbate/Cluster/cluster500RT.html

الغيوم المضطربة بطبيعتها عشوائية وعشوائية من حيث حركاتها. غالبًا ما يتم تعريف مجال السرعة من حيث اعتماد قانون القوة على المقياس المكاني. يعتبر تكوين الدوامات من سمات الوسائط المضطربة. يمكن إنتاجها في حالة عدم وجود قوى خارجية. تحتوي الدوامات على زخم زاوي.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه ليست كل المجرات لها دوران ملموس. المجرات الحلزونية تفعل ذلك ، لكن العديد من المجرات الإهليلجية لها دوران صافي ضئيل. انظر https://physics.stackexchange.com/questions/93830/why-the-galaxies-forms-2d-plane-or-spiral-like-instead-of-3d-ball-or-spherica


يحتوي أي جسم غازي على بعض الدوران ، وعادة ما يتم الحصول عليه من خلال التفاعلات مع الكائنات الأخرى. على سبيل المثال ، تقوم المجرات (الأولية) بعزم بعضها البعض للحصول على معدل منخفض من الزخم الزاوي. في البداية ، يكون هذا الدوران منخفضًا بمعنى أنه لا يهيمن على الديناميكيات: الطاقة في حركة الدوران صغيرة مقارنة بالطاقات الأخرى ، عادةً بمعامل $ sim100 $.

ومع ذلك ، يمكن أن تضيع الطاقة عن طريق التبديد (وفي النهاية تشع بعيدًا) ، بينما الزخم الزاوي (الدوران) يصعب التخلص منه. هذا هو السبب في أن الأجسام الغازية الدوارة تشكل في النهاية تكوينًا شبيهًا بالقرص (أقراص مجرية وأقراص نجمية أولية). في هذه الأقراص ، يهيمن الدوران على الطاقة الحركية. يمكن أن تتطور مثل هذه الأنظمة بشكل كبير فقط إذا كان من الممكن تبادل و / أو نقل الزخم الزاوي. على سبيل المثال ، يتم تعزيز تكوين نجم من قرص نجمي بدائي عن طريق نقل الزخم الزاوي (للخارج) داخل القرص. يحتفظ النجم المولود حديثًا ببعض الدوران المتبقي ، لكن ذلك لم يعد يهيمن على طاقته (وإلا فلن يكون النجم قريبًا من الكروي بواسطة القرص). وينطبق الشيء نفسه على الكواكب.


تدور جديد حول المجرات المكونة للنجوم

المجرة الحلزونية V المجرة المتكتلة. الائتمان: المركز الدولي لأبحاث علم الفلك الراديوي

اكتشف باحثون أستراليون سبب كون بعض المجرات "متكتلة" وليست حلزونية الشكل - ويبدو أن الدوران المنخفض هو السبب.

يتحدى هذا الاكتشاف نظرية سابقة مفادها أن المستويات العالية من الغاز تسبب تكتل المجرات وتلقي الضوء على الظروف التي أدت إلى ولادة معظم النجوم في الكون.

قال المؤلف الرئيسي الدكتور دانيل أوبريشكو ، من عقدة جامعة أستراليا الغربية بالمركز الدولي لأبحاث علم الفلك الراديوي (ICRAR) ، إنه قبل عشرة مليارات سنة كان الكون مليئًا بالمجرات المتكتلة ولكنها تطورت إلى أجسام أكثر انتظامًا مع تطورها.

وقال إن غالبية النجوم في السماء اليوم ، بما في ذلك شمسنا البالغة من العمر خمسة مليارات عام ، ربما ولدت داخل هذه التكوينات المتكتلة.

قال الدكتور أوبريشكو: "تنتج المجرات المتكتلة نجومًا بمعدلات هائلة".

"يظهر نجم جديد مرة واحدة في الأسبوع ، في حين أن المجرات الحلزونية مثل مجرتنا درب التبانة تتشكل فقط حول نجم جديد واحد في السنة."

ركز فريق البحث - وهو تعاون بين ICRAR وجامعة Swinburne للتكنولوجيا - على عدد قليل من المجرات النادرة ، المعروفة باسم مجرات DYNAMO.

لا تزال تبدو متكتلة على الرغم من أنها شوهدت "فقط" 500 مليون سنة في الماضي.

قال الدكتور أوبريشكو إن النظر إلى المجرات قبل 500 مليون سنة كان بمثابة النظر إلى صورة جواز سفر التقطت قبل عام.

وقال: "نرى تلك المجرة بالشكل الذي تبدو عليه الآن على الأرجح ... كان من الممكن أن يحدث شيء ما لها ، لكن من غير المحتمل للغاية".

"المجرات التي تبعد 10 مليارات سنة ضوئية ، يمكن مقارنتها بالصورة التي كانت عليها عندما كنت في الثالثة أو الرابعة من عمرك ، هذا مختلف تمامًا."

استخدم الفريق مراصد Keck و Gemini في هاواي لقياس دوران المجرات ، جنبًا إلى جنب مع المليمترات والتلسكوبات الراديوية لقياس كمية الغاز التي تحتويها.

قال الدكتور أوبريشكو إن مجرات DYNAMO ذات دوران منخفض وهذا هو السبب المهيمن لتكتلها ، وليس محتواها العالي من الغاز كما كان يعتقد سابقًا.

وقال: "بينما يبدو أن مجرة ​​درب التبانة بها الكثير من الدوران ، فإن المجرات التي درسناها هنا لها دوران منخفض ، حوالي ثلاث مرات أقل".

قال عالم الفلك بجامعة سوينبرن البروفيسور كارل جلازبروك ، المؤلف المشارك ورئيس فريق المسح ، إن الاكتشاف كان مثيرًا لأن الملاحظة الأولى التي تدور حول المجرات كانت قبل 100 عام بالضبط.

وقال "اليوم ما زلنا نكشف عن الدور المهم الذي يلعبه دوران السحابة الأولية للغاز في تكوين المجرات".

"تشير هذه النتيجة الجديدة إلى أن الدوران أمر أساسي لتفسير سبب كون المجرات المبكرة غنية بالغاز ومتكتلة بينما تعرض المجرات الحديثة أنماطًا متماثلة جميلة."


انكشف أسرار 3000 مجرة

الائتمان: مركز التميز في ARC لجميع الفيزياء الفلكية ثلاثية الأبعاد (ASTRO 3D)

تم الكشف عن الآليات المعقدة التي تحدد كيفية دوران المجرات ونموها وتجمعها وتموتها بعد إصدار جميع البيانات التي تم جمعها خلال مشروع بحثي ضخم في علم الفلك استمر سبع سنوات بقيادة أستراليا.

لاحظ العلماء 13 مجرة ​​في وقت واحد ، وبناء على إجمالي 3068 ، باستخدام أداة مصممة خصيصًا تسمى Sydney-AAO Multi-Object Spectrograph (SAMI) ، متصلة بالتلسكوب الأنجلو-أسترالي (AAT). ) في مرصد Siding Spring في نيو ساوث ويلز. يتم تشغيل التلسكوب من قبل الجامعة الوطنية الأسترالية.

تحت إشراف مركز التميز في ARC لجميع الفيزياء الفلكية في الأبعاد الثلاثة (ASTRO 3-D) ، استخدم المشروع حزمًا من الألياف الضوئية لالتقاط وتحليل حزم من الألوان ، أو الأطياف ، في نقاط متعددة في كل مجرة.

سمحت النتائج لعلماء الفلك من جميع أنحاء العالم باستكشاف كيفية تفاعل هذه المجرات مع بعضها البعض ، وكيفية نموها أو تسارعها أو تباطؤها بمرور الوقت.

لا توجد مجرتان متشابهتان. لديهم انتفاخات وهالات وأقراص وحلقات مختلفة. يقوم البعض بتشكيل أجيال جديدة من النجوم ، في حين أن البعض الآخر لم يفعل ذلك منذ مليارات السنين. وهناك حلقات ردود فعل قوية فيها تغذيها الثقوب السوداء الهائلة.

قال المؤلف الرئيسي للبروفيسور سكوت كروم من ASTRO 3-D وجامعة سيدني: "يتيح لنا مسح SAMI رؤية الهياكل الداخلية الفعلية للمجرات ، وكانت النتائج مفاجئة".

"يتيح لنا الحجم الهائل لمسح SAMI تحديد أوجه التشابه وكذلك الاختلافات ، حتى نتمكن من الاقتراب أكثر من فهم القوى التي تؤثر على ثروات المجرات على مدى حياتها الطويلة جدًا."

لقد شكل المسح ، الذي بدأ في عام 2013 ، أساسًا لعشرات الأوراق البحثية في علم الفلك ، وهناك العديد منها قيد التحضير. تم نشر ورقة تصف إصدار البيانات النهائية - بما في ذلك ، لأول مرة ، تفاصيل 888 مجرة ​​داخل عناقيد المجرات - على خادم arxiv قبل الطباعة وفي المجلة الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

قال البروفيسور كروم: "تعتمد طبيعة المجرات على مدى كتلتها وبيئتها".

"على سبيل المثال ، يمكن أن تكون وحيدة في الفراغات ، أو مزدحمة في القلب الكثيف للعناقيد المجرية ، أو في أي مكان بينهما. يوضح مسح SAMI كيف يرتبط الهيكل الداخلي للمجرات بكتلتها وبيئتها في نفس الوقت ، لذلك نحن فهم كيفية تأثير هذه الأشياء على بعضها البعض ".

كشفت الأبحاث الناشئة عن المسح بالفعل عن العديد من النتائج غير المتوقعة.

أظهرت مجموعة من علماء الفلك أن اتجاه دوران المجرة يعتمد على المجرات الأخرى المحيطة بها ، ويتغير حسب حجم المجرة. أظهرت مجموعة أخرى أن مقدار دوران المجرة يتم تحديده بشكل أساسي من خلال كتلتها ، مع تأثير ضئيل من البيئة المحيطة. بحث ثالث في المجرات التي كانت في طريقها لتكوين النجوم ، ووجدت أنه بالنسبة للكثيرين ، بدأت العملية بعد مليار سنة فقط من انجرافهم إلى مناطق التجمعات داخل المدن الكثيفة.

يُظهر مقطع الفيديو هذا الذي تبلغ مدته ثلاث دقائق ونصف أبرز الباحثين الذين قاموا بتعديل ونشر أداة SAMI في تلسكوب Anglo Australian في جامعة Siding Spring في نيو ساوث ويلز ، أستراليا. يضم: Luca Cortese (ICRAR-UWA) ، و Jesse van de Sande (University of Sydney) و Steve Chapman (مساعد ليلي في AAT) موصل SAMI: Lngel R. López-Sánchez (AAO / MQU) Flames ، 2011) ، مشروع الدهر السماوي. الائتمان: أنجيل ر.لوبيز سانشيز (المرصد الفلكي الأسترالي / جامعة ماكواري)

قال المؤلف المشارك الدكتور مات أويرز من جامعة ماكواري في أستراليا: "تم إعداد استبيان SAMI لمساعدتنا في الإجابة عن بعض الأسئلة الواسعة جدًا على مستوى عالٍ حول تطور المجرات".

"ستساعدنا المعلومات التفصيلية التي جمعناها على فهم أسئلة أساسية مثل: لماذا تبدو المجرات مختلفة اعتمادًا على المكان الذي تعيش فيه في الكون؟ ما هي العمليات التي تمنع المجرات من تكوين نجوم جديدة ، وعلى العكس من ذلك ، ما هي العمليات التي تدفع إلى تكوين النجوم الجديدة؟ النجوم؟ لماذا تتحرك النجوم في بعض المجرات في قرص دوار عالي الترتيب ، بينما في المجرات الأخرى تتحرك مداراتها بشكل عشوائي؟ "

وأضاف البروفيسور كروم: "انتهى الاستطلاع الآن ، ولكن من خلال نشره على الملأ ، نأمل أن تستمر البيانات في أن تؤتي ثمارها لسنوات عديدة قادمة".

قالت البروفيسورة جوليا براينت ، الأستاذة المشاركة في تأليف الكتاب من ASTRO 3-D وجامعة سيدني: "ستستخدم الخطوات التالية في هذا البحث أداة أسترالية جديدة - أطلقنا عليها اسم هيكتور - ستبدأ العمل في عام 2021 ، وستزداد تفاصيل وعدد المجرات التي يمكن ملاحظتها ".

عند تركيبه بالكامل في AAT ، سيقوم هيكتور بمسح 15000 مجرة.

تتوفر مجموعة البيانات الكاملة عبر الإنترنت من خلال مركز البيانات الأسترالي للبصريات الفلكية (AAO).


كيف تحصل النجوم والمجرات على مجالاتها المغناطيسية؟

قد يكون أحد الألغاز القديمة في علم الفلك - كيف تكتسب النجوم والمجرات مجالاتها المغناطيسية - خطوة أقرب إلى الحل ، وذلك بفضل جهود الباحثين من مختبر برينستون لفيزياء البلازما التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (PPPL) .

في طبعة حديثة من المجلة رسائل المراجعة البدنية أفاد الباحثان في PPPL Jonathan Squire و Amitava Bhattacharjee أنهما وجدا أن الاضطرابات المغناطيسية الصغيرة يمكن أن تتحد لتشكل مجالات مغناطيسية واسعة النطاق مماثلة لتلك الموجودة حول الأجسام في جميع أنحاء الكون.

حلل Squire و Bhattacharjee سلوك الدينامو ، والذي يحدث عندما يدور سائل مشحون كهربائيًا مثل دوامات البلازما بحيث يتم إنشاء مجال مغناطيسي ثم تضخيمه. عرف الخبراء أن اضطرابات البلازما يمكن أن تخلق عدة مجالات مغناطيسية صغيرة ، لكن كيف اجتمعت هذه الحقول لإنتاج حقل أكبر ظل غير معروف.

قال سكوير: "يمكننا أن نلاحظ المجالات المغناطيسية في جميع أنحاء الكون ، لكننا نفتقر حاليًا إلى تفسير نظري سليم لكيفية تكوينها". في قلب اللغز كان المفهوم غير المحتمل للاضطرابات الصغيرة التي تتحد لتشكل شيئًا أكبر وأكثر تنظيماً.

تقترح عمليات المحاكاة أن الحقول المغناطيسية الصغيرة يمكن أن تتحد

أوضح مؤلفو الدراسة أن هذه الظاهرة تشبه الإعصار ، الذي يتشكل عندما تتحد العديد من الاضطرابات الجوية التي تحدث أثناء العاصفة لتشكل دوامة عملاقة واحدة. بطريقة مماثلة ، يبدو أن الحقول المغناطيسية واسعة النطاق حول المجرات والنجوم تتشكل من العديد من الاضطرابات الأصغر ، ولكن على عكس الأعاصير ، فإنها تستمر بدلاً من الاختفاء.

قال بهاتاتشارجي ، رئيس قسم نظرية PPPL & # 8217s والمؤلف المشارك للدراسة ، في بيان: "هناك شيء ما يعيق المجالات المغناطيسية للكون لمليارات السنين". "ولكن كيف بالضبط يحصل الكون على هذه الخصائص المغناطيسية الثابتة؟" لمعرفة الإجابة ، أجرى هو وسكواير سلسلة من عمليات المحاكاة الإحصائية والرقمية باستخدام أجهزة الكمبيوتر في PPPL.

ووجدوا أنه في ظل ظروف معينة ، يمكن أن تتحد الحقول المغناطيسية الصغيرة في حقل واحد أكبر. على وجه التحديد ، عندما يحدث هذا ، هناك قدر كبير من قص السرعة (والذي يحدث عندما تتحرك منطقتان من السائل بسرعات مختلفة). تشير عمليات المحاكاة التي قاموا بها إلى أن الحقول الأكبر قادرة على الاستمرار ، ولكن لتأكيد النتائج التي توصلوا إليها ، سيحتاجون إلى إجراء عمليات محاكاة لمستويات منخفضة جدًا من التبديد (مقياس فقدان الطاقة).

قال بهاتاتشارجي: "من المستحيل إجراء عمليات محاكاة لتبديد منخفضة مثل تلك الخاصة بالبلازما الفيزيائية الفلكية الحقيقية ، لكن نتائجنا التحليلية والحاسوبية ، في النطاق الذي يتم إجراؤه فيه ، تشير بقوة إلى أن عمل الدينامو هذا ممكن."


لماذا تدور المجرات؟

هل تدور المجرات في اتجاه عقارب الساعة أم عكس اتجاه عقارب الساعة؟ ما الفرق بين المادة المظلمة والطاقة المظلمة؟ لماذا كبار السن لديهم أصوات مرتجفة؟ لماذا يسمى كوكبنا الأرض؟ كيف تعمل العيون الالكترونية؟ يجيب الدكتور كريس سميث ويوسابيوس مكيزر على الأسئلة العلمية التي تطلبها.

يوسابيوس - إنه يحبنا كثيرًا فهو في إجازة ولكنه لا يزال ينقل معرفته معك وأنا. مرحباً كريس. هل انت بخير؟

كريس - نعم ، أنا بخير شكراً لك أوسابيوس. كيف حالك؟

أوسابيوس - أنا بحالة جيدة للغاية. لا استطيع الشكوى. معنويات عالية هذا الصباح. كان لدينا سؤال متبقي من الأسبوع الماضي وأعتقد أننا قد نكون قادرين على مساعدة الرجل المحترم. لقد أعطتنا تحذيرًا أنه سيعتمد على ما إذا كان بعض زملائك الأذكياء الآخرين متاحين للإجابة. أريد إعادة تشغيله ومعرفة ما إذا كان بإمكاننا مساعدة الرجل المحترم من الأسبوع الماضي الذي أعطانا بعض الواجبات المنزلية.

مرحبا بكم في العرض بول. ما هو سؤالك.

بول - نعم مرحباً ، كريس. مرحبا يوسابيوس. حسنًا ، سؤالي هو هذا: عندما تأخذ زجاجًا صفيحًا ، يتم وضعه في الفرن لتقوية ، ولكن قبل هذه العملية إذا كنت بحاجة إلى ثقوب أو كنت بحاجة إلى شقوق تجعلك تحتاج إلى القيام بذلك قبل إطلاقه. لقد طلبت مؤخرًا قطعة 8 مم من زجاج الدش المحطم ، لوحة واحدة فقط ، وطلبت 8 مم من الثقوب في اللوحة لأخذ سكة منشفة. قيل لي أنه يمكنني الحصول على 6 ملليمترات أو 10 ملليمترات ، لكن لا يمكنني الحصول على 8 ملليمترات لأن قطر الفتحة لا يمكن أن يكون بنفس حجم سمك الزجاج لأنه يميل إلى الانهيار في الفرن . لا يعرفون لماذا. لا اعرف لماذا. وأتساءل عما إذا كان كريس يعرف لماذا؟

يوسابيوس - يا له من سؤال جميل كريس. حسنًا ، يبدو الأمر وكأنه ديجا فو كريس.

كريس - حسنًا ، حسنًا. لقد أجريت بحثي لأنني لست عالم مادة وكان لدي شعور بأن هذا يتعلق بشيء يتعلق بالطريقة التي يكون بها الزجاج أجزاء مختلفة من المادة في حالة ضغط أو توتر. لذلك اتصلت بصديق لي يدعى هوارد ستون من جامعة كامبريدج. إنه عالم مواد يعمل كجزء من بحثه مع Rolls Royce للمساعدة في تصميم السبائك التي تدخل في المحركات النفاثة. في أجزاء المحركات النفاثة التي يجب أن تعيش في درجات الحرارة القصوى. لذا فهو على دراية بكيفية تغير المواد واستجابتها للتغيرات في درجات الحرارة مثل وضع الزجاج في الفرن ، وكذلك كيفية استجابة المواد للضغوط والإجهاد. قال الآن "لا أعرف على وجه اليقين لأنني لا أعرف ما هي تركيبة الزجاج" ، ولكن ما يشير إليه هو أنه عندما تأخذ الزجاج المقوى ، ينتهي بك الأمر بموقف يكون فيه مركز الزجاج المواد في حالة توتر - يتم سحبها نحو الحواف ، وسطح الزجاج مضغوط - يتم ضغطها. عندما تضع الثقب من خلال هذا ، من الواضح أنك تغير الطريقة التي تنتقل بها القوى عبر الزجاج وكيف مناطق التوتر ومناطق الضغط التي تتبادل القوة أو تنقل تلك القوة من خلال نفسها. لذلك ، بشكل أساسي ، إذا قمت بتثبيت حجم معين يؤثر ، ربما بطريقة حاسمة ، على كيفية توزيع هذه القوة من خلال تلك الرقعة من الزجاج. سيحدث أيضًا فرقًا في مدى بُعد الثقب عن الحافة. لذلك يعتقد أنه من المحتمل ، في هذه الحالة ، أن هناك حجمًا حرجًا هنا إذا جعلت حجم الثقب بعدًا معينًا ، سينتهي بك الأمر إلى تركيز القوة بين تلك الواجهات في منطقة الضغط ومنطقة التوتر ، وسيؤدي هذا إلى كسره لأن التوزيع غير المتكافئ للقوى في الزجاج. لذلك أعتقد أن هذا ربما يكون مصدره ، لكن بدون إجراء تجربتنا الخاصة ، لن نعرف على وجه اليقين ، لكنني أعتقد أن هذه إجابة معقولة جدًا. لماذا يجب أن يكون حجم الحفرة بالغ الأهمية؟ لست متأكدًا وما إذا كانت رنجة حمراء بنفس سماكة الزجاج أم لا ، لكن بدون إجراء بعض التجارب لم نتمكن من معرفة ذلك. لكنني أعتقد أن هذا يبدو معقولًا جدًا.

يوسابيوس - ساحر. يوهان ، صباح الخير لك. ما هو سؤالك لكريس؟

يوهان - مرحبًا ، صباح الخير. سؤالي هل تدور المجرات في اتجاه عقارب الساعة أم عكس اتجاه عقارب الساعة؟

يوسابيوس - كريس ، هل فهمت ذلك؟

كريس - نعم ، مرحبًا يوهان. الجواب هو أنهم يفعلون كلا الأمرين. والسبب في دوران المجرات على الإطلاق هو أن لديهم زخمًا زاويًا. المواد التي تشكلت في بداية الكون ثم انبثقت في الفضاء من خلال تطور النجوم والمجرات السابقة ، كانت هذه المواد جميعها تدور وتتجسد في الزخم. لا يوجد شيء يمنعه من الدوران ، لذلك إذا أضفت شيئًا ما يتحول إلى شيء آخر يدور ، فإن الزخم الناتج أو الزخم الزاوي سيكون مجموع الاثنين. لذا ، إذا كانت المادة التي اجتمعت معًا لتشكل مجرة ​​كتلة تدور في المتوسط ​​عكس اتجاه عقارب الساعة ، فستصل إلى المجرة التي تسير في عكس اتجاه عقارب الساعة. لذلك ستحصل على ما تتوقعه على أساس فرصة الحصول على أعداد متساوية من المجرات الدوارة في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة ، وهي تدور لأن المادة التي صنعتها كانت تدور في المقام الأول. لذا مجرتنا درب التبانة ، المجرة نفسها هي دوامة. إنها تدور ، هناك ثقب أسود مركزي في منتصف المجرة ، هناك مادة مظلمة في جميع أنحاء هذه المجرة تساعد على تماسك كل شيء معًا ، والكواكب وبداية النجوم الموجودة في المجرة تدور حول المجرة. ويقول نظامنا إن هناك كواكب تدور حول نجمنا. كلهم يستديرون وكلهم يدورون لأن المادة التي صنعتهم كانت تدور.

يوسابيوس - حسنًا. سآخذ واحدة من Twitter. هذا هو الشيء المثير للاهتمام هنا من جوستاف. يقول غوستاف "مرحبًا يا شباب العرض الرائع. كيف - وسأقوم بإفساد هذا - يتدفق نهر بوسيت في كلا الاتجاهين من الغرب إلى الشرق في الصباح والعكس بعد الظهر؟ يبدو أنهم يقولون إنه النهر الوحيد الذي به تلك الخاصية الخاصة. ويخبرني الأستاذ Google أن هذا في مكان ما في شرق كرواتيا. هل سمعت عن ذلك؟

كريس - يجب أن أعترف أنني لم أسمع بهذا النهر. لقد زرت كرواتيا. بلد جميل جدا. لست على دراية بالنهر. السبب المعتاد لتدفق الأنهار في اتجاهين هو أنها مدية. لا أعرف شيئًا عن هذا النهر. لذلك لا أعرف ما إذا كانت بها مد وجزر أو إذا كانت الأنهار مرتبطة بالمد والجزر ، وبالتالي قد يكون هناك تأثير ناتج عن ذلك. لا أعرف على وجه اليقين ، لكن سيكون التفسير الأكثر ترجيحًا هو أن هناك نوعًا من تأثير المد والجزر على المياه في النهر. علينا البحث عنه. إذا كان بإمكاننا الحصول على مزيد من التفاصيل ، أو إذا كان أي شخص آخر على دراية بهذا النهر ، أو يعرف عن هذه القصة ، يرجى الرجوع إلينا وسنرى ما يمكننا القيام به.

يوسابيوس - دعني أتظاهر بأنني العلماء العراة لثانية واحدة بمساعدة ويكيبيديا. مذكور هنا: النهر معروف بالتعرج و extrmeley بطيء يا كريس. وله ميل صغير جدًا في حوضه ، على بعد أقل من 10 أمتار من مكان ما حتى فمه المعروف بظاهرة أنه النهر الذي يتدفق للخلف. لكنها ترى أن هذا مجرد وهم. أحيانًا مع رياح قوية وبطيئة جدًا ، يبدو أن الماء يتدفق إلى الوراء. هل بدت ذكي فقط؟

كريس - لقد بدوت رائعًا لأنك أجبت على السؤال أيضًا. إذاً "دينغ دينغ" آخر قمنا بحل مشكلة أخرى.

يوسابيوس - حسنًا ، نعم. سفين ، صباح الخير لك.

سفين - الصباح. كيف حالكم يا شباب؟

يوسابيوس - شكرًا جزيلاً لك. ما هي الأسئلة التي لديك بالنسبة لنا؟ هل يمكنك جدعة كريس؟

سفين - لا أعرف ما إذا كنت سأثير غضبه ولكني أشعر بالفضول بشأن سؤال كنت أفكر فيه.

سفين - في الكون ، نحاول أن نفهم مما يتكون الكون ، لكني أريد أن أفهم ما هو الفرق بين المادة المظلمة والطاقة المظلمة؟

كريس - مرحبا سفين. حسنا حسنا. عندما ننظر إلى الكون كما نعرفه وننظر إلى الأشياء الموجودة هناك ، إذا نظرنا إلى المادة بعبارة أخرى المادة التي صنعناها من العالم من حولنا ، ثم نسأل حسنا ما هو جزء من الكون؟ إنها حوالي 5 بالمائة. 5٪ من الكون عبارة عن مادة مرئية يمكننا قياسها. نحن نعلم ما هو مصنوع. إنه اثنان من الكواركات الجسيمية دون الذرية تسمى "الكواركات السفلية والصاعدة" وبعض الإلكترونات ، وهما معًا يصنعان البروتونات والنيوترونات - الذرات التي تحيط بنا بشكل فعال. وهذا يترك نسبة هائلة من الكون تبلغ 95٪. الآن منذ حوالي 80 عامًا أو نحو ذلك ، بدأ الناس في النظر إلى المجرات في أماكن أخرى من الكون وبدأوا في التساؤل عن مدى سرعة دوران النجوم؟ وأدركوا أن النجوم في تلك المجرات تدور بشكل أسرع بكثير مما ينبغي أن تكون قادرة عليه ما لم يكن هناك شيء آخر نشط جاذبيًا معلقًا عليها. إذا لم تكن هذه الجاذبية الإضافية في المجرة موجودة ، فإن هذه النجوم بالسرعة التي تدور حولها في حلقة كبيرة حول المجرة يجب أن تنطلق في كل الاتجاهات ، لذلك يجب أن يكون هناك شيء ما في المجرة يتمسك بها. لقد أدركوا ذلك الكيان الذي لا نعرف ما هو ، لذلك وضعنا كلمة "الظلام" أمامه لوصف هذا الكيان البارد. لا يمكننا قياسه حقًا. إنها لا تتفاعل مع الأشياء أو إذا كانت تتفاعل فإنها تتفاعل بشكل ضعيف للغاية ، وهي نشطة جاذبيًا - والتي نطلق عليها اسم "المادة المظلمة". إنه يشكل حوالي 27 بالمائة من الكون. ثم يترك ذلك وراءنا الباقي - إذا جعلنا الأرقام سهلة ، فإن 5 في المائة مادة ، 25 في المائة مادة مظلمة. هذا يعني أنه لا يزال لدينا حوالي ثلثي كتلة الكون - 75 بالمائة في الحقيقة ، ثلاثة أرباع. إذن من أين يأتي كل هذا؟ حسنًا ، ما تبقى من كتلة الكون في شكل طاقة مظلمة. وهذا غريب ولكن عندما بدأ علماء الفلك في قياس الأشياء البعيدة في الكون ، أدركوا أن الأجسام البعيدة لا تبقى على نفس المسافة منا. لقد امتد النور الآتي إلينا منهم. لقد تحولت إلى اللون الأحمر. ويصبح الضوء ممتدًا هكذا عندما تصبح المساحة التي يجب أن يمر بها للوصول إلينا أكبر ، وهذا يعني أن الكون يتمدد. وكلما نظرنا بعيدًا ، كلما ابتعدنا عن الأشياء وأصبحت الأشياء الجديدة تتوسع في الكون بشكل أسرع من الأشياء القديمة. لذا فإن الكون لا يتوسع فحسب ، بل إنه يتمدد ويتمدد بشكل أسرع مع مرور الوقت. لذلك إذا كان هناك شيء أكبر ويكبر بشكل أسرع فلا بد أن شيئًا ما هو الذي يقود هذا التوسع. والطاقة لدفع هذا التوسع هي هذا الشيء النظري مرة أخرى ، فنحن لا نعرف ما هو لذلك وضعنا كلمة "مظلمة" أمامها هي الطاقة المظلمة ، وهذا يمثل الغالبية العظمى من الكون. أكثر من ثلاثة أرباع الكون الموجود هناك هو هذا الكيان المضحك الذي هو بطريقة ما خاصية للفضاء نفسه حيث أنه عندما يخلق الكون مساحة أكبر وينمو ، فإنه يحصل على المزيد من الطاقة المظلمة التي تسرع عملية التوسع. هذا هو الفرق بين الطاقة المظلمة. الطاقة المظلمة تدفع الكون إلى التوسع ليصبح أكبر. المادة المظلمة هي جزء أصغر من الكون وهي نشطة الجاذبية ولكنها تتفاعل بشكل ضعيف مع المواد والأشياء التي نعرفها في الوقت الحالي ، ولكنها تحافظ على كل شيء معًا تحت الجاذبية.

يوسابيوس - رائع. جيني ، مرحبا بكم في العرض. دع سؤالك خارج.

جيني - صباح الخير لك. أود فقط أن أسأل العالم العاري لماذا عندما يتحدث كبار السن ترتجف أصواتهم؟ ما الذي يجعلها ترتجف؟

يوسابيوس - يا له من سؤال جميل.

أوسابيوس - شكرًا لك جيني.

كريس - مرحبا جيني. أعتقد أنه ليس كل شيء يتحسن مع تقدم العمر ، للأسف. وكلما تقدمنا ​​في السن ، أصبحنا جميعًا أكثر ترهلًا ، وتجعدًا أكثر قليلاً ، وأكثر اهتزازًا قليلاً. ومع تقدمك في العمر ، قد تجد ، على سبيل المثال ، أن العضلات التي تستخدمها للتحكم في الحبال الصوتية تضعف قليلاً ، وتضعف الأعصاب التي تزودها بها قليلاً ، وبالتالي لا يمكن التحكم فيها بسهولة كما كانت من قبل. وأيضًا مع تقدمك في العمر ، قد تقضي وقتًا أقل في التحدث. أعني الشخص الذي يقول في وظيفة يوسابيوس ، وظيفته هي التحدث طوال الوقت ، وبالتالي فإن صوته يحصل على الكثير من التمرين. الشخص المغني المحترف ، يحصل صوته على الكثير من التمارين وقد طور تحكمًا جيدًا جدًا في التنفس والعمليات التي نستخدمها لإصدار الصوت. شخص لا يقضي الكثير من الوقت ، خاصةً مع تقدمه في السن ، والتحدث والدردشة والتفاعل الاجتماعي مع الأشخاص بنفس الطريقة التي إذا لم تذهب إلى صالة الألعاب الرياضية كثيرًا ، فإن عضلاتك تصبح أضعف قليلاً لأنك لست بحاجة إلى هذه العضلات الهائلة. سيصبح صوت الشخص الأكبر سناً أرق قليلاً وأقوى إذا لم يستخدمه كثيرًا. لذلك أعتقد أنه نتيجة لعملية الشيخوخة تجعل الأنسجة بشكل طبيعي أقل مرونة وقليلًا من المرونة. ثانيًا ، حقيقة أننا إذا استخدمناها بشكل أقل قليلاً فإنها لا تحتفظ بقوتها وحيويتها. وفي الواقع ، إذا كنت تمارس وتحدثت أكثر وغناءًا أكثر وهذا النوع من الأشياء ، فمن المحتمل أن تحافظ على هذه الأشياء في سن الشيخوخة أفضل من أي شخص لا يفعل ذلك.

يوسابيوس - رامي ، صباح الخير. مرحبا بكم في العرض.

رامي - صباح الخير. كيف حالك؟

أوسابيوس - أنا بخير شكراً لك. ما هو سؤالك؟

Rammi - سؤالي هو من أطلق على كوكبنا الأرض ولماذا لا يتوافق مع الكواكب الأخرى التي سميت على اسم الآلهة؟ ولماذا لم يتم تعيين القمر باسم مثل جميع الأجرام السماوية الأخرى؟

يوسابيوس - لا أعرف ما إذا كان كريس عن موضوع مرتفع ، لكني أحب بعضًا من هذه الأسئلة اليوم.

كريس - نعم ، أحب موضوع الفضاء. لا أعرف لماذا أطلقنا على الأرض اسم الأرض ولكن من المؤكد أنها سميت بهذا الاسم منذ فترة طويلة. أطلق عليها الرومان اسم Terrar ، وهي أرض ، ربما لأنها كانت الأرض التي عشنا عليها. لم يُطلق على القمر اسم القمر في اللغة القديمة ، وكان للقمر مجموعة من الأسماء المختلفة. أطلق عليها الرومان اسم "القمر من أجل القمر". لذلك لم يُطلق عليه دائمًا اسم القمر. لكن من جاء بهذه الأسماء في المقام الأول؟ لا أعلم. يجب أن أشرك مؤرخًا لمساعدتهم. لكن من الواضح أن الناس كانوا مهووسين بهذه الأشياء لفترة طويلة جدًا لأنهم كانوا يعنون شيئًا لهم حقًا. كان للقمر حضور يومي مرئي للغاية. أنت تعرف كل يوم أنك ترى القمر يشرق ويغوص ، بصرف النظر عن القمر الجديد ، وسوف يفعل ذلك بانتظام. لذلك اكتشف الناس تلك الأنماط وأرجعوا إليها أهمية كبيرة والأرض التي تحت قدميك قررت ما إذا كنت ستعيش أو مت. ولذا أعتقد أنه من المحتمل لهذه الأسباب أنهم أعطوهم أسماء بالغة الأهمية. لم يعرف الناس أن الأرض لم تكن المكان الوحيد في الكون حتى وقت قريب نسبيًا. إذا فكرت في 15/16 مئات ، بدأ الناس يدركون أن هناك كواكب أخرى. اخترع جاليليو التلسكوب وبدأ ينظر إلى السماء. بدأ الناس مثل كوبرنيكوس بالجرأة الكافية للإيحاء بأن الأرض لم تكن في مركز الكون ، وفي تلك المرحلة بدأ الناس هذا العمل بأكمله المتمثل في اكتشاف الأجرام السماوية الأخرى. لقد أدركوا أن النجوم تشمل الكواكب. لم تكن الكواكب مجرد نجوم أخرى ، بل كانت هناك أجسام أخرى مثل الأرض. لذلك بدأنا في تنمية معرفتنا وخرجنا من تلك المعرفة بفهم أفضل للكون. لذلك ربما كان جزءًا من ذلك هو أننا كنا فخورين للغاية بأنفسنا في الأيام الأولى وعلقنا أهمية كبيرة لأننا اعتقدنا أننا مركز الكون ، ثم أدركنا لاحقًا أنه لم يكن كذلك.

يوسابيوس - ميناشا ، لقد كنت متمسكًا. شكرا لك على التحلي بالصبر. ما هو سؤالك لنا؟

Menacha - مرحبا صباح الخير. صباح الخير كريس ويوبي. سؤالي هو أنه منذ بعض الوقت في جامعة سانت أندروز في اسكتلندا تم إجراء تجربة حيث أخذوا كرة وقاموا بتدويرها بسرعة عالية جدًا. الآن هذا المجال اختفى. لذا أريد أن أعرف من كريس ، هل يمكنك أن تخبرنا فقط بما حدث بالفعل هناك وما هو التفسير؟

كريس - لست على دراية بهذه التجربة. إذن أخذوا كرة وأداروها بسرعة عالية جدا واختفت؟

ميناشا - نعم. لقد قاموا بتدويرها على ما أعتقد كانت بعضًا من أسرع السرعات التي عرفوها على الأرض ، ثم اختفت تلك الكرة للتو.

كريس - نعم. لست على دراية بتلك التجربة. إذا كنت تستطيع أن ترسل لي إشارة إليها. If you can just tweet @nakedscientists a reference to the study that you're referring to I can take a look into it because it sounds a little bit fishy that we're not getting the whole story here. So if we can have a few more details, I'll certainly come back next week and tell you a bit more about it.

Eusebius - Okay, tweet us or just call us back or e-mail us [email protected] and then Chris will come back to that particular story.

Teluses, good morning to you.

Teluses - Good morning to you. I need to find out, I became blind about a year ago and I've heard someone talk about a bionic eye. I just wondered if the Naked Scientists would know anything about it or you know?

Chris - Yes, good morning. I'm sorry to hear that you had a problem with your sight. The bionic eye refers to people developing devices that can take over the role of your eyes at the moment. What does the eye do? Well the eye is a posh camera which is interfaced with your nervous system. It's got at the back of the eye a structure called the retina. And in front of that retina is a focusing system, a bit like the one in your camera, which takes light and focuses it onto the retina, and the retina is this sheet of tissue which converts light waves into brain waves. Basically it's layers of cells that are light sensitive. When light falls on them it changes their electrical activity and those changes in electrical activity are then sent down an optic nerve to the back of the brain, and they are compiled into the image that we see in front of us. It's bizarre isn't it to think that what you're seeing in front of you is being decoded on the back of your brain. But when the eye goes wrong it can go wrong for many reasons. And it can be a problem with the front part of the eye, the focusing system. It can be a problem with the retina that decodes the light it comes in and turns it into nerve signals. Or it can be a problem with the optic nerve getting the signal into the brain. Or it can be a problem with the brain itself. So there's a range of different reasons why things go wrong and a bionic eye will only be able to work for some of those problems. Usually there's something wrong with the eye itself or the retina because what most of these systems rely on is that you put into the eye a light sensitive device which sits on the retina that's no longer working. Convert the light that's coming in and being focused onto it into electrical signals which are then injected into the healthy optic nerves that can carry the signals to the brain. We're not yet at the stage where we can replace the optic nerve connections to the brain. If a person therefore has a healthy optic nerve and you can electrically stimulate the nerve cells that go into that optic nerve with one of these devices you can begin to replace vision. And scientists at Oxford University and in Germany and other many other places are doing pioneering experiments now and getting quite a lot of good success where you can take people who have got blindness and can't see a thing, and you can get them being able to see, in low resolution admittedly, but see things again with these techniques. So it's coming along very fast and it's very exciting.

Eusebius - Evander talk to us. What's your question?

Evander - I would like to know why is that the righthanded peoples seem to be more intelligent than those that use the left?

Eubesius - Really! What do you base that on?

Evander - I want to encourage my baby to be using the right hand

Eusebius - Evander, you sound to me like you might be doing a bit of left-handed thinking! Chris?

Chris - Oh dear. Oh dear, Eusebius. careful! Don't tell my daughter either because she's left-handed and she's pretty intelligent!

Eusebius - Is there a correlation?

Chris - Yeah. Let's just demystify this one right away. There is no evidence that people who are lefthanded are less intelligent than people who are righthanded. What they do have to do, in fact, is struggle with a righthanded dominated world, because if your lefthanded you'll make up fewer than 10 percent of the world population. And because the world is dominated by righthanders, then righthanders have made the world for righthanders. So pairs of scissors, tin openers, calculators, everything's for righthanders, so lefthanders actually have to be much more adaptable in order to cope in that environment, which some people argue makes them even more intelligent and able to cope. Probably stretching the truth a bit far with that one. But it's certainly true that people who are lefthanded do cope admirably well and they certainly don't suffer from any intellectual detriment. It may well be though that they are better at sport. And the reason is that a righthander spends the vast majority of their time competing against other righthanders. When they meet a lefthander on the tennis court or the cricket field, the lefthander will have spent the vast majority of their time competing against righthanders, but the righthanders won't have spent a lot of time competing against them so the left handers are at an advantage. So, as a result, it's not a bad thing to be lefthanded and you should certainly not try and encourage your children to go against their natural preference for their handedness because you're not going to change that. I used to do my own little experiment with my daughter because from a very young age I could tell she seemed to prefer using her left hand. So I would see what would happen if I would take the spoon out of her left hand and put it in her right hand and then later on it was crayons and pens. And I'd just do it subtly without telling her what I was doing and see what would happen. This is when she was about one and a half two. And very quickly she would just quickly transfer the device back to the other hand and it was clear from a very early age that she was going to be a lefty. So let your kids use the hand that they prefer using. The days of banning banning people from using the wrong hand are over, thank goodness, and it is very very bad for the people that that happened to.

Eusebius - Actually, this is quite fascinating now that you tease it out as wonderful as you always do because there is a competitive advantage sometimes. I'm thinking immediately, I love watching cricket and I know if you do, and sometimes when you have a left/righthanded combination of batsmen at the crease it can often immediately cause technical woes for the other side because they've got to deal with an orthodox situation.

Chris - Yes, exactly right. And we think that probably buildings have been manipulated because of righthandedness as well. If you think of castles and things that people use to build defensive structures and they had spiral staircases. The reason spiral staircases were probably invented, apart from efficiency of space, is that righthanders because the spiral staircases all rotate to favour the righthanders who could hide up the stairs and round the corner and then fight round the bend with the sword in their right hand, so any lefthanded swordsman, in those days, were at a real disadvantage because they sword was in the wrong hand wasn't it trying to defend their castle? So you can see these sorts of impacts of left and right handedness going back thousands of years.

Eusebius - Okay, Martham. I fele guilty, we have run out of time. But very quickly give us your question and go straight for it.

Martham - On social media there was a strange post not so long ago. Later this month, I think on the 27th August, there'll be a what appears to be two Moons in our sky and they say this phenomenen has happened, or happens once every two and a half thousand years or something like that. Is this true?

Eusebius - Okay. Can we deal with that one quickly Chris? Did you hear it clearly enough?

Chris - Yes I did. I've not come across the idea that there are going to be multiple Moons, so unless this is some funny optical illusion I'm not aware of that story. But again if anyone has a reference for me and they could send me this. It may be that it's got some sound science behind an optical illusion or something. I'll look into it, but I haven't come across any stories to suggest the Moon is going to clone itself and have a twin.

Eusebius - Okay. Thank you Chris. Have a wonderful weekend. We'll do this again next week Friday.


Astronomers discover galaxies spin like clockwork

Astronomers have discovered that all galaxies rotate once every billion years, no matter how big they are.

The Earth spinning around on its axis once gives us the length of a day, and a complete orbit of the Earth around the Sun gives us a year.

"It's not Swiss watch precision," said Professor Gerhardt Meurer from the UWA node of the International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR).

"But regardless of whether a galaxy is very big or very small, if you could sit on the extreme edge of its disk as it spins, it would take you about a billion years to go all the way round."

Professor Meurer said that by using simple maths, you can show all galaxies of the same size have the same average interior density.

"Discovering such regularity in galaxies really helps us to better understand the mechanics that make them tick-you won't find a dense galaxy rotating quickly, while another with the same size but lower density is rotating more slowly," he said.

Professor Meurer and his team also found evidence of older stars existing out to the edge of galaxies.

"Based on existing models, we expected to find a thin population of young stars at the very edge of the galactic disks we studied," he said.

"But instead of finding just gas and newly formed stars at the edges of their disks, we also found a significant population of older stars along with the thin smattering of young stars and interstellar gas."

"This is an important result because knowing where a galaxy ends means we astronomers can limit our observations and not waste time, effort and computer processing power on studying data from beyond that point," said Professor Meurer.

"So because of this work, we now know that galaxies rotate once every billion years, with a sharp edge that's populated with a mixture of interstellar gas, with both old and young stars."

Professor Meurer said that the next generation of radio telescopes, like the soon-to-be-built Square Kilometre Array (SKA), will generate enormous amounts of data, and knowing where the edge of a galaxy lies will reduce the processing power needed to search through the data.

"When the SKA comes online in the next decade, we'll need as much help as we can get to characterise the billions of galaxies these telescopes will soon make available to us."


Astronomers discover galaxies spin like clockwork

This Hubble image reveals the gigantic Pinwheel galaxy, one of the best known examples of "grand design spirals", and its supergiant star-forming regions in unprecedented detail. The image is the largest and most detailed photo of a spiral galaxy ever released from Hubble. Credit: ESA/NASA

Astronomers have discovered that all galaxies rotate once every billion years, no matter how big they are.

The Earth spinning around on its axis once gives us the length of a day, and a complete orbit of the Earth around the Sun gives us a year.

"It's not Swiss watch precision," said Professor Gerhardt Meurer from the UWA node of the International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR).

"But regardless of whether a galaxy is very big or very small, if you could sit on the extreme edge of its disk as it spins, it would take you about a billion years to go all the way round."

Professor Meurer said that by using simple maths, you can show all galaxies of the same size have the same average interior density.

"Discovering such regularity in galaxies really helps us to better understand the mechanics that make them tick-you won't find a dense galaxy rotating quickly, while another with the same size but lower density is rotating more slowly," he said.

Professor Meurer and his team also found evidence of older stars existing out to the edge of galaxies.

"Based on existing models, we expected to find a thin population of young stars at the very edge of the galactic disks we studied," he said.

Astronomers have discovered that all galaxies rotate once every billion years, no matter how big they are. Credit: ICRAR

"But instead of finding just gas and newly formed stars at the edges of their disks, we also found a significant population of older stars along with the thin smattering of young stars and interstellar gas."

"This is an important result because knowing where a galaxy ends means we astronomers can limit our observations and not waste time, effort and computer processing power on studying data from beyond that point," said Professor Meurer.

"So because of this work, we now know that galaxies rotate once every billion years, with a sharp edge that's populated with a mixture of interstellar gas, with both old and young stars."

Professor Meurer said that the next generation of radio telescopes, like the soon-to-be-built Square Kilometre Array (SKA), will generate enormous amounts of data, and knowing where the edge of a galaxy lies will reduce the processing power needed to search through the data.

"When the SKA comes online in the next decade, we'll need as much help as we can get to characterise the billions of galaxies these telescopes will soon make available to us."


New Method Helps Detect Signs of Primordial Galaxies

An international team of scientists has generated the most accurate statistical description yet of early galaxies as they existed in the Universe about a half billion years after the Big Bang. In a paper published online in the journal Nature Communications, they describe the use of a novel statistical method to analyze data captured by the NASA/ESA Hubble Space Telescope during deep-sky surveys.

These panels show different components of near-infrared background light detected by the NASA/ ESA Hubble Space Telescope in deep-sky surveys. The one on the upper left is a mosaic of images taken over a ten-year period. When all the stars and galaxies are masked, the background signals can be isolated, as seen in the second and third panels. The one on the upper right reveals ‘intrahalo light’ from rogue stars torn from their host galaxies, and the lower panel captures the signature of the first galaxies formed in the Universe. Image credit: Ketron Mitchell-Wynne / University of California, Irvine.

The method enabled the astronomers to parse out signals from the noise in Hubble’s images, providing the first estimate of the number of primordial galaxies in the early Universe.

The researchers concluded that there are close to ten times more of these galaxies than were previously detected in deep Hubble surveys.

“The time period under investigation is known as the epoch of reionization,” said lead author Ketron Mitchell-Wynne of the University of California, Irvine.

Coming after the Big Bang and a few hundred million years in which the Universe was dominated by photon-absorbing neutral hydrogen, the epoch of reionization was characterized by a phase transition of hydrogen gas due to the accelerated process of star and galaxy formation.

“It’s the furthest back you can study with Hubble,” Mitchell-Wynne said. “Hubble’s cameras utilize charge-coupled devices, high-quality electronic image sensors first used in astronomy that later were employed in professional video cameras.”

Mitchell-Wynne and co-authors looked at data spanning optical and infrared wavelengths. Photons in the infrared spectrum come directly from stars and galaxies.

Co-author Prof Asantha Cooray, also from the University of California, Irvine, pointed to recent probes into extragalactic infrared background light by the California Institute of Technology’s CIBER instrument.

“CIBER measured the infrared background at two wavelengths, 1.1 and 1.6 microns. These measurements led the CIBER group to confirm the existence of ‘intrahalo light’ from stars distributed outside galaxies,” Prof Cooray said.

“We believe it’s true that there is intrahalo light, but we made a new discovery by looking at five infrared bands with Hubble,” he said.

“We sort of overlap with CIBER and then go into short optical wavelengths, and we see in addition to intrahalo light a new component – stars and galaxies that formed first in the Universe.”

“From the CIBER analysis, we knew there would be a detection of intrahalo light in the infrared bands. We didn’t really know what to expect in the optical ones,” Mitchell-Wynne said.

“With Hubble data, we saw a large drop in the amplitude of the signal between the two. With that spectra, we started to get a little more confident that we were seeing the earliest galaxies.”

Prof Cooray added: “for this research, we had to look closely at what we call ‘empty pixels,’ the pixels between galaxies and stars.”

“We can separate noise from the faint signal associated with first galaxies by looking at the variations in the intensity from one pixel to another. We pick out a statistical signal that says there is a population of faint objects. We do not see that signal in the optical wavelengths, only in infrared. This is confirmation that the signal is from early times in the Universe.”

“These primordial galaxies were very different from the well-defined spiral and disc-shaped galaxies currently visible in the Universe. They were more diffuse and populated by giant stars.”

Ketron Mitchell-Wynne وآخرون. 2015. Ultraviolet luminosity density of the Universe during the epoch of reionization. اتصالات الطبيعة 6, article number: 7945 doi: 10.1038/ncomms8945


Old galaxies spin in sync

The rate at which galaxies transform gas into stars as a function of time gives astronomers insight into the way galaxies formed and evolved. By using the SDSS spectra one can infer the past star formation history of a galaxy. We have been doing this using sophisticated statistical tools, take a look here. Much has been learned about the formation of galaxies using their star formation history, for example we know that the most massive galaxies assemble their stars early on, about 1-2 Gyr after the big-bang while small mass galaxies (100 to 1000 times smaller than the milky way) do it during the whole age of the universe. What we have done in our recent paper is to look at how the star formation history of galaxies correlates to the rotation direction of galaxies as measured by the galaxy zoo project. What we have found is that galaxies that had lots of star formation in the past do tend to rotate in the same direction in groups with lengths of about 10 to 20 Mpc.

Although this might sound surprising, it is not! If one reviews very old papers, almost 40-50 years ago, where people like Andrei Doroskievich worked out the way galaxies should rotate based on how they were formed in the past, one realizes that the correlation we have found arises naturally in these models of galaxy formation, so-called hierarchical models. What is happening is that in the past the cluster of galaxies was not yet formed and the spiral galaxies that the galaxy zoo has been classifying by morphology were coming down the filamentary structure into the proto-clusters. Because the proto-cluster already contains the big elliptical galaxies, they provide the same “pull” on all the spiral galaxies in the filament. So it is quite exciting to see this result from the galaxy zoo and the MOPED/VESPA catalogs. Now it is time to go back to theory and numerical simulations and understand better what it means for galaxy formation and evolution. This is something we will do next.

The paper has been submitted to MNRAS, and the pre-print is available for download on astro-ph.


شاهد الفيديو: Paxi - Het zonnestelsel (أغسطس 2022).