Bintang Jauh, Debu Berlian, Dan Cahaya Microwave Misterius

Bintang-bintang yang seperti matahari bersinar yang baru lahir dilahirkan dikelilingi oleh piringan gas dan debu yang berputar dan berputar yang para astronom sebut disk akresi protoplanet, dan disk yang melingkupi ini mengandung bahan-bahan berharga dari mana keluarga bintang bayi dari planet dan objek lain akhirnya muncul. Memang, a disk akresi protoplanet dapat dianggap sebagai akresi disk untuk bintang bayi itu sendiri, karena gas dan materi lain mungkin jatuh dari tepi bagian dalam piringan ke permukaan bintang muda yang lapar. Selama beberapa dekade, para astronom telah berusaha menemukan sumber dari jenis misterius cahaya gelombang mikro yang mengalir keluar dari sejumlah daerah di seluruh Galaksi Bima Sakti kita. Emisi aneh dari cahaya gelombang mikro ini, disebut anomali emisi microwave (AME) berasal dari energi yang dibebaskan dengan cepat berputar nanopartikel, yang merupakan tidbits kecil materi yang sangat kecil mereka tidak dapat dideteksi oleh mikroskop biasa. Pada Juni 2018, sebuah tim astronom mengumumkan temuan mereka bahwa beberapa berlian terkecil di Cosmos – tidbits ratusan karbon kristal ribuan kali lebih kecil dari butiran pasir – telah terdeteksi berputar-putar di sekitar trio sistem bintang baru lahir di Galaxy kami. Batu permata mikroskopis ini tidak berharga atau langka seperti berlian di Bumi. Namun, mereka adalah harta bagi para astronom yang mengidentifikasi mereka sebagai sumber "cahaya" kosmik kosmik misterius mengalir keluar dari beberapa disk akresi protoplanet di Galaxy kami.

Untuk mendapatkan gambaran tentang bagaimana nanopartikel kecil, periode pada halaman cetak rata-rata sekitar 500.000 nanometer.

"Meskipun kita tahu bahwa beberapa jenis partikel bertanggung jawab atas cahaya gelombang mikro ini, sumbernya yang tepat telah menjadi teka-teki sejak pertama kali terdeteksi hampir 20 tahun yang lalu," jelas Dr. Jane Greaves pada 11 Juni 2018. Siaran Pers Observatorium Green Bank. Dr Greaves adalah seorang astronom di Cardiff University di Wales dan penulis utama pada makalah yang mengumumkan hasil ini diterbitkan di Astronomi Alam. Itu Robert C. Byrd Green Bank Telescope terletak di Green Bank, West Virginia, dan merupakan teleskop radio terbesar yang dapat dikendalikan di dunia. Situs Green Bank adalah bagian dari National Radio Astronomy Observatory (NRAO) hingga 30 September 2018.

Hingga studi ini, para astronom mempertimbangkan polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) menjadi penyebab paling mungkin di balik emisi microwave misterius ini. PAH mewakili kelas molekul berbasis karbon yang ditemukan di seluruh ruang antara bintang-bintang. Molekul-molekul ini dapat diidentifikasi dengan cahaya inframerah (IR) yang berbeda namun samar (redup) yang mereka kirim ke luar angkasa. Nanodiamonds– terutama nanodiamonds terhidrogenasi (yang kaya dengan molekul hidrogen-bantalan pada permukaan mereka) – juga secara alami memancarkan di bagian inframerah dari spektrum elektromagnetik, tetapi pada panjang gelombang yang berbeda.

Berputar-putar, Berputar Disk Akresi Protoplanetary

Bintang-bintang bayi, dipanggil protostars, terutama lahir di dalam lipatan-lipatan yang ruwet dan rahasia dari salah satu dari banyak raksasa, dingin, gelap awan molekuler yang menghantui Galaksi Bimasakti seperti hantu cantik. Awan-awan yang sangat dingin dan sangat besar ini terutama terdiri atas hidrogen molekuler. Ketika gumpalan membuai dalam awan molekuler berhasil mencapai ukuran kritis, massa, atau kepadatan, itu mulai runtuh di bawah gravitasi yang kuat. Sebagai gumpalan yang runtuh, disebut a nebula matahari, menjadi lebih dan lebih padat di bawah tarikan gravitasi yang tak kenal lelah, gerakan acak gas, yang awalnya hadir di awan natal, mulai rata-rata mendukung arah dari nebula surya momentum sudut. Konservasi momentum sudut menyebabkan rotasi meningkat sementara, pada saat yang sama, jari-jari nebula menurun. Ini membuat awan meratakan menjadi bentuk seperti panekuk. Bayangkan bagaimana segumpal adonan pizza mendatar, dan kemudian mengambil bentuk disk. Keruntuhan awal membutuhkan sekitar 100.000 tahun. Setelah jumlah waktu yang berlalu, bintang mencapai suhu permukaan yang mirip dengan a urutan utama (Hidrogen-pembakaran) bintang dari massa yang sama, dan sekarang terlihat.

Ini adalah bagaimana seorang bayi seperti bintang matahari menjadi jenis balita bintang yang disebut a T Tauri. Apa yang tersisa dari gas dan debu dari awan kelahiran, setelah ia terbentuk di pusat gumpalan padat, masuk ke dalam formasi disk akresi protoplanet dari mana planet, bulan, dan objek yang lebih kecil muncul. Pada tahap awal mereka, akresi disk keduanya membakar panas dan sangat besar, dan mereka dapat berlama-lama di sekitar bintang muda mereka selama sepuluh juta tahun sebelum mereka lenyap – mungkin terpesona oleh yang ganas T Tauri angin atau, alternatifnya, hanya berhenti memancarkan radiasi setelah akresi telah berakhir. Yang paling kuno disk protoplanet diketahui berusia sekitar 25 juta tahun.

Akresi pertambahan protoplanet telah ditemukan berputar-putar beberapa bintang muda di Bima Sakti kita. Observasi terbaru yang dilakukan oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble (HST) telah diresmikan proplyds dan cakram planet terbentuk dalam Nebula Orion. SEBUAH proplyd adalah singkatan suku kata dari sebuah piringan protoplanet terionisasi. Proplyds adalah disk photoevaporating yang diiluminasi secara eksternal yang mengelilingi bintang-bintang muda. Ada 180 proplyds menghuni Nebula Orion sendirian.

Protoplanet disk adalah struktur tipis, memiliki tinggi vertikal yang khas jauh lebih kecil daripada jari-jari, serta massa yang khas jauh lebih kecil daripada bintang muda pusat.

Massa yang khas disk protoplanet sebagian besar terdiri dari gas. Namun, gerakan debu juga memainkan peran utama dalam disk evolusi. Debu motes melindungi mid-plane dari disk dari radiasi energik yang berasal dari ruang antarbintang yang membentuk "zona mati" di mana ketidakstabilan magnetorotasional (MRI) tidak lagi beroperasi.

Beberapa astronom mengusulkan ini disk terdiri dari amplop turbulen plasma. Ini juga disebut "zona aktif", yang berisi wilayah luas gas diam ("zona mati"). "Zona mati" terletak di mid-plane, dan itu dapat memperlambat aliran materi melalui disk yang mencegah mencapai kondisi mapan.

Berkilau T Tauri tikungan bintang olahraga berdiameter besar yang beberapa kali lebih besar dari Matahari kita. Namun, mereka masih menyusut. Tidak seperti anak manusia, T Tauris menyusut saat mereka tumbuh dewasa. Pada saat balita bintang telah mencapai tahap perkembangan awal ini, bahan yang kurang mudah menguap mulai mengembun dekat dengan pusat cakram yang melingkar, menciptakan butiran debu yang sangat halus dan lengket. Motif debu halus mengandung kristal silikat.

Butiran-butiran debu yang lengket dan kecil bertabrakan satu sama lain dan kemudian bergabung bersama dalam yang padat disk akresi protoplanet lingkungan Hidup. Akibatnya, semakin besar, dan semakin besar, dan lebih besar bentuk benda – dari ukuran kerikil, ukuran batu, ukuran gunung, ukuran bulan, ukuran planet. Objek yang berkembang ini akhirnya menjadi apa yang disebut planetesimal– blok bangunan primordial dari planet. Planetesimals dapat mencapai ukuran mengesankan 1 kilometer, atau bahkan lebih besar, dan mereka mewakili populasi yang sangat besar dalam usia muda akresi disk, berputar-putar di sekitar balita bintang gemerlap mereka. Mereka juga bisa berlama-lama di sekitar bintang mereka cukup lama bagi beberapa dari mereka untuk tetap hadir miliaran tahun setelah sistem planet dewasa telah muncul. Dalam Tata Surya kita, asteroid adalah relik berbatu dan metalik planetesimal yang masuk ke dalam formasi kuartet planet-planet besar di dalam: Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars. Sebaliknya, komet-komet itu adalah sisa-sisa es beku yang berdebu planetesimal yang berkontribusi terhadap munculnya empat planet besar berbentuk gas dari wilayah terluar Tata Surya kita: Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

Beberapa dari banyak bulan Jupiter, Saturnus, dan Uranus diperkirakan terbentuk dari analog sirkumental yang lebih kecil dari disk akresi protoplanet. Puluhan juta tahun setelah kelahiran Tata Surya kita yang berusia 4,56 miliar tahun, beberapa di antaranya satuan astronomi (AU) Tata Surya kita mungkin menampung lusinan tubuh seukuran bulan-ke-Mars yang membesar dan mengonsolidasi ke dalam kuartet batin, padat planet terestrial. Satu AU setara dengan pemisahan rata-rata antara Bumi dan Matahari, yaitu sekitar 93.000.000 mil.

Bulan Bumi yang besar dan mempesona di dunia diyakini telah lahir setelah ukuran Mars protoplanet, bernama Theia, secara tidak langsung mempengaruhi proto-Earth sekitar 30 juta tahun setelah pembentukan Tata Surya kita. Bayangkan apa yang akan terjadi jika Mars mempengaruhi Bumi, untuk memahami besarnya kejadian bencana yang mungkin membentuk pendamping bulan Bumi.

AME In The Sky With Diamonds

Serangkaian pengamatan oleh para astronom menggunakan Yayasan Sains Nasional Green Bank Telescope (GBT) di Green Bank, West Virginia, dan Australia Telescope Compact Array (ATCA) memiliki – untuk pertama kalinya – mendeteksi trio sumber-sumber misterius yang jelas AME light: the disk protoplanet mengelilingi bintang-bintang muda yang dikenal sebagai V892 Tau, HD 97048, dan MWC 297. Itu GBT diawasi V892 Tau dan ATCA mengamati dua sistem lainnya.

"Ini adalah deteksi pertama yang jelas emisi microwave anomali berasal dari disk protoplanet, " Dr. David Frayer menjelaskan pada 11 Juni 2018 Siaran Pers Observatorium Green Bank. Dr Frayer adalah rekan penulis di kertas dan seorang astronom dengan Observatorium Green Bank.

Tim astronom juga menjelaskan bahwa cahaya inframerah yang mengalir keluar dari sistem ini sesuai dengan tanda tangan nanodiamond yang unik. Lain disk akresi protoplanet di seluruh Galaxy, bagaimanapun, memiliki tanda tangan inframerah yang jelas PAH tetapi tidak menunjukkan tanda – tanda AME cahaya.

Pengamatan ini sangat menunjukkan itu PAH bukan sumber misterius radiasi microwave anomali, seperti banyak astronom sebelumnya telah usulkan. Sebaliknya, nanodiamon terhidrogenasi, yang terbentuk secara alami di dalam disk protoplanet dan terlihat dalam meteorit di Bumi adalah asal muasal yang paling mungkin AME ringan di Galaxy kami.

"Dalam metode Sherlock Holmes-seperti menghilangkan semua penyebab lainnya, kami yakin bisa mengatakan kandidat terbaik yang mampu menghasilkan gelombang mikro ini adalah adanya nanodiamond di sekitar bintang-bintang yang baru terbentuk," Dr. Greaves berkomentar dalam 11 Juni 2018 Siaran Pers Observatorium Green Bank. Berdasarkan pengamatan mereka, para astronom memperkirakan bahwa hingga 1 hingga 2 persen dari total karbon di dalamnya disk protoplanet telah berkontribusi pada pembentukan nanodiamonds.

Selama beberapa dekade terakhir, bukti untuk nanodiamonds dalam disk akresi protoplanet telah tumbuh. Namun, penelitian ini merupakan koneksi yang jelas pertama antara nanodiamonds dan AME dalam pengaturan apa pun.

Model statistik juga sangat menyarankan teori bahwa nanodiamond sangat melimpah di sekitar bintang yang baru lahir dan bertanggung jawab atas emisi microwave anomali terdeteksi di sana. "Ada satu dari 10.000 kemungkinan, atau kurang, bahwa hubungan ini karena kebetulan," komentar Dr. Frayer pada 11 Juni 2018 Siaran Pers Observatorium Green Bank.

Untuk penelitian mereka, para astronom menggunakan GBT dan ATCA untuk survei 14 bintang muda di seluruh Galaxy kami, mencari petunjuk dari emisi microwave anomali. AME jelas terlihat pada 3 dari 14 bintang, yang juga terbukti menjadi tiga bintang dari 14 yang menampilkan tanda spektrum IR dari nanodiamond terhidrogenasi. "Bahkan, ini sangat langka tidak ada bintang lain yang memiliki jejak inframerah yang dikonfirmasi," komentar Dr Greaves dalam Siaran Pers Observatorium Green Bank.

Penemuan ini memiliki beberapa implikasi menarik untuk studi kosmologi dan perburuan bukti bahwa alam semesta kita dimulai dengan periode inflasi–ekspansi eksponensial Ruang yang lebih cepat dari kecepatan cahaya. Meskipun tidak ada sinyal yang diketahui yang dapat berjalan lebih cepat dari cahaya dalam ruang hampa, Ruang itu sendiri dapat melebihi batas kecepatan universal yang luas ini. Jika, memang, segera setelah kelahiran Big Bang Alam Semesta hampir 14 miliar tahun yang lalu, ia meluas dengan kecepatan yang jauh melampaui kecepatan cahaya, jejak periode itu. inflasi harus diamati dalam polarisasi aneh radiasi gelombang mikro kosmik (CMB). Itu CMB adalah radiasi peninggalan Big Bang itu sendiri. Meskipun tanda-tanda polarisasi ini masih harus dilihat secara konklusif, karya Dr. Greaves dan rekan-rekannya memberi harapan bahwa suatu saat akan terjadi.

"Ini adalah berita bagus bagi mereka yang mempelajari polarisasi latar belakang gelombang mikro kosmik, karena nanodiamon yang berputar akan terpolarisasi dengan lemah. Ini berarti bahwa para astronom sekarang dapat membuat model yang lebih baik dari lampu microwave latar depan dari galaksi kita, yang harus dihilangkan untuk mempelajari sisa cahaya yang jauh dari Big Bang, "Dr. Brian Mason menjelaskan dalam 11 Juni 2018 Siaran Pers Observatorium Green Bank. Mason adalah seorang astronom di NRAO dan rekan penulis di atas kertas.

Nanodiamond mungkin terbentuk dari uap atom karbon superheated di daerah-daerah kelahiran-bintang yang berenergi tinggi. Ini mirip dengan metode industri menciptakan nanodiamonds di Bumi.

Dalam astronomi, nanodiamond memainkan peran khusus karena struktur mereka menghasilkan apa yang disebut "momen dipol". Ini adalah pengaturan atom yang memungkinkan mereka untuk memancarkan radiasi elektromagnetik ketika mereka berputar. Karena berlian ini sangat kecil – lebih kecil dari debu yang biasa berputar di dalam disk akresi protoplanet–mereka dapat berputar sangat cepat, dan memancarkan radiasi dalam rentang gelombang mikro, bukan rentang panjang gelombang, di mana radiasi Galaksi dan intergalaksi kemungkinan akan menenggelamkannya.

"Ini adalah resolusi keren dan tak terduga pada teka-teki radiasi gelombang mikro anomali. Ini bahkan lebih menarik yang diperoleh dengan melihat disk protoplanet, menyoroti fitur kimia dari tata surya awal, termasuk sistem kami sendiri, "Dr. Greaves berkomentar kepada pers pada 11 Juni 2018.

Instrumen gelombang sentimeter masa depan, seperti yang direncanakan Band 1 penerima pada ALMA dan Next Generation Very Large Array, akan dapat mempelajari fenomena ini secara lebih detail. Sekarang ada model fisik dan, untuk pertama kalinya, tanda spektrum yang jelas, para astronom dapat berharap untuk peningkatan besar dalam pemahaman ilmiah mereka tentang misteri ini.

Rekan penulis, Dr. Anna Scaife dari Universitas Manchester (Inggris) berkomentar pada 11 Juni 2018 Siaran Pers Green Bank bahwa "Ini adalah hasil yang menggembirakan. Tidak sering Anda menemukan kata-kata baru untuk lagu-lagu terkenal, tetapi 'AME in the Sky With Diamonds ' tampaknya cara yang bijaksana untuk meringkas penelitian kami. "

'Pertumbuhan Pertumbuhan' Seorang Bayi Stellar Yang Jauh

Bintang-bintang adalah bola raksasa yang membakar panas, mendidih, dan bergolak. Miliaran bintang berapi-api dan cemerlang yang tinggal di alam semesta yang teramati semuanya terdiri terutama dari hidrogen, dan lahir dalam lipatan yang aneh dan bergelombang dari sebuah relatif fragmen kecil, sangat padat, tertanam dalam salah satu dari banyak awan-awan dingin dan gelap yang menghantui alam semesta kita. Bintang muda seperti Sun mengalami "semburan pertumbuhan", dan pada Maret 2015 tim astronom internasional menggunakan data yang berasal dari observatorium yang mengorbit – termasuk NASA Spitzer Space Telescope (SST) –serta fasilitas berbasis darat, mengumumkan bahwa mereka telah menemukan ledakan dari bintang bayi yang dianggap berada di tahap awal perkembangannya. Letusan itu, para astronom mengatakan, mengungkapkan akumulasi gas dan debu yang cepat dan dramatis oleh bayi bintang yang jauh, disebut protobintang, bernama HOPS 383.

Awan molekuler yang gelap dan gelap terdiri dari gas dan debu, dan mereka berfungsi sebagai buaian bayi bintang yang aneh. Ketika kontrak cloud di bawah tekanan gravitasi yang tak henti-hentinya, wilayah pusatnya tumbuh semakin padat dan padat, lebih panas dan lebih panas. Pada akhir proses ini, gumpalan yang runtuh telah berubah menjadi pusat panas yang membakar protobintang dikelilingi oleh berputar disk akresi protoplanet, terdiri dari gas dan debu. Itu disket kira-kira sama dalam jumlah besar dengan bintang bayi. Astronom menyebut jenis bintang ini sebagai bayi a Protagonis "Kelas O".

"HOPS 383 adalah ledakan pertama yang pernah kami lihat dari Kelas O objek, dan tampaknya yang termuda, protostellar letusan pernah tercatat, "jelas Dr William Fischer pada 23 Maret 2015 NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) Press Release. Dr. Fischer adalah Program Pasca Sarjana Fellow di NASA Goddard Space Flight Center (GSFC) di Greenbelt, Maryland. JPL ada di Pasadena, California.

Itu Kelas O tahap hanya untuk periode yang sangat singkat dalam kehidupan brilian seorang bintang muda. Fase ini berlangsung selama 150.000 tahun, dan dianggap sebagai fase perkembangan paling awal untuk bintang mirip Matahari.

Bayi protostars belum "hidup" cukup lama untuk memperoleh kemampuan menghasilkan energi dari bintang-bintang seperti Matahari yang lebih dewasa, yang memadukan hidrogen menjadi helium dalam hati mereka yang mendidih. Sebaliknya, seorang bayi protobintang bersinar sebagai hasil dari energi panas yang dibebaskan selama kontraksi, serta oleh pertambahan gas dan debu dari disk protoplanet berputar di sekitarnya. Ini akresi disk akhirnya dapat menimbulkan sistem planet, seperti Tata Surya kita sendiri, terdiri dari planet, bulan, asteroid, komet, dan bermacam-macam benda yang lebih kecil.

Karena bayi mirip Sun protostars diselimuti gas dan debu, cahaya yang terlihat tidak bisa bersinar melalui amplop buram mereka. Namun, cahaya ini menghangatkan debu yang mengelilingi bayi bintang, yang memancarkan kembali energi dalam bentuk panas yang dapat dideteksi oleh instrumen inframerah yang sensitif pada teleskop berbasis darat dan satelit yang mengorbit.

Siklus Hidup Bintang Seperti Matahari

Semua bintang menghidupi puncak "kehidupan" bintang mereka pada apa yang disebut urutan utama, ketika mereka membakar hidrogen menjadi helium di inti inti nuklir mereka. Hidrogen adalah unsur yang paling berlimpah dan paling ringan dari semua unsur atom – sementara helium adalah yang kedua-teringan. Semua unsur atom yang lebih berat daripada helium – seperti oksigen, karbon, silikon, neon, dan besi – diciptakan di hati panas yang memanas nuklir dari bintang-bintang. Unsur terberat dari semua unsur atom, seperti emas, diproduksi dalam ledakan supernova, ledakan menghebohkan yang menghantam bintang masif hingga hancur ketika pasokan bahan bakar nuklirnya yang diperlukan habis.

Proses fusi nuklir, di mana unsur-unsur atom yang lebih ringan menyatu untuk membentuk unsur atom yang lebih berat dan lebih berat (nukleosintesis bintang), menghasilkan tekanan radiasi. Di seluruh peleburan nuklir bintang yang normal, urutan utama hidup, ia mempertahankan keseimbangan yang sangat penting antara dua lawan yang bertarung secara kekal –tekanan radiasi dan gravitasi. Tekanan radiasi mencoba untuk mendorong material bintang di luar, sehingga menjaganya tetap halus dan melambung melawan tarikan yang tak henti-hentinya gravitasi yang mencoba menarik material bintang di.

Keseimbangan kritis ini antara tekanan radiasi dan gravitasi dipertahankan dari kelahiran bintang ke bintang-kematian – keseluruhan urutan utama "seumur hidup" dari bintang – sementara itu dengan bahagia membakar pasokan hidrogen menjadi hal-hal yang lebih berat. Dalam terminologi astronomi semua unsur yang lebih berat daripada helium adalah "logam."

Bintang tidak abadi. Akhirnya, seorang bintang harus memenuhi nasibnya ketika telah membakar pasokan bahan bakar nuklirnya yang diperlukan, dan gravitasi memenangkan pertempuran kuno melawan musuh bebuyutannya, tekanan radiasi. Pada titik yang fatal ini, inti bintang yang terkutuk itu runtuh di bawah berat yang menekan gravitasnya sendiri, dan bintang itu "mati." Bintang-bintang kecil seperti Matahari mati dengan kedamaian yang relatif dan keindahan yang luar biasa, melemparkan lapisan gas luarnya yang bermacam-macam ke dalam ruang gelap yang dingin di antara bintang-bintang. Bintang yang lebih besar dan lebih berat sedikit lebih berisik ketika mereka bertemu nasib mereka, dan penghuni besar populasi bintang ini meledak – meledakkan diri mereka sendiri ke serpihan-serpihan keras dan malapetaka dari supernova. Ukuran bintang, oleh karena itu, adalah apa yang menentukan bagaimana ia akan "mati".

HOPS 383

HOPS 383 terletak di dekat nebula, dijuluki NGC 1977, di konstelasi Orion. Terletak sekitar 1.400 tahun cahaya dari Bumi, wilayah ini mewakili "pabrik bintang" terdekat yang paling aktif, dan itu berisi peti harta karun yang penuh dengan bintang-bintang bayi yang menyala dan cemerlang yang masih diselipkan dalam awan kelahiran mereka.

Sebuah tim astronom yang dipimpin oleh Dr. Thomas Megeath dari University of Toledo di Ohio digunakan SST untuk mendeteksi lebih dari 300 kilau protostars dibuai dalam Orion kompleks. Sebuah proyek lanjutan memanfaatkannya Observatorium Antariksa Herschel Ruang Angkasa Eropa (ESA), disebut Herschel Orion Protostar Survey (HOPS), dan mempelajari banyak objek bintang secara lebih rinci. Pengelolaan JPL NASA SST dan, sementara Herschel masih aktif, mengelola komponen AS dari misi itu juga. Herschel aktif dari 2009 hingga 2013.

Letupan erupsi dari bintang bayi HOPS 383 awalnya terdeteksi pada tahun 2014 oleh astronom Emily Safron segera setelah lulus dari Universitas Toledo. Sementara di bawah pengawasan Dr. Megeath dan Dr. Fischer, ia baru saja menyelesaikan tesis seniornya yang membandingkan selama satu dekade SST Orion survei dengan 2010 pengamatan berasal dari NASA Explorer Survei Inframerah Lapangan Lebar (WISE) satelit, yang juga dikelola oleh JPL. Meskipun Safron dengan hati-hati mempelajari data beberapa kali tanpa menemukan sesuatu yang baru, ketika dia telah menyelesaikan tesisnya – dan telah menempatkan kelulusannya di belakangnya – dia memutuskan untuk mengambil waktu ekstra untuk membandingkan gambar dari "benda-benda lucu" dengan mata .

Saat itulah dia ditemukan HOPS 383 perubahan mendadak. "Ledakan indah ini bersembunyi di sampel kami sepanjang waktu," Safron berkomentar pada 23 Maret 2015 Siaran Press JPL.

Daftar observasi Safron juga termasuk data yang berasal dari SST pada panjang gelombang 3,6, 4,5 dan 24 mikron, serta BIJAKSANA data pada 3,4, 4,6 dan 22 mikron. HOPS 383 begitu banyak diselimuti oleh kain kafan yang menutupi debu yang tidak terdeteksi sama sekali sebelum mengamuk pada yang terpendek SST panjang gelombangdan pengawasan dalam versi katalog yang dibuat sebelum studi Safron menutupi peningkatan pada panjang gelombang terpanjang. Akibatnya, perangkat lunaknya mengungkapkan kecerahan yang meroket hanya dalam satu panjang gelombang dari ketiganya. Ini gagal memenuhi kriteria Safron untuk perubahan yang dia harapkan untuk dideteksi.

Setelah tim astronom menyadari apa yang telah terjadi, Safron, Fischer dan rekan-rekan mereka mengumpulkan lebih banyak lagi SST data, Herschel pengamatan, dan gambar yang berasal dari teleskop inframerah berbasis darat di Observatorium Nasional Kitt Peak di Arizona dan Percobaan Atacama Pathfinder di Chile. Penelitian mereka diterbitkan dalam edisi 10 Februari 2015 The Astrophysical Journal.

Petunjuk pertama tentang pencerahan terungkap di dalamnya SST data mulai tahun 2006. Tahun 2008, para astronom menulis, HOPS 383 kecerahan pada panjang gelombang 24 mikron telah meningkat 35 kali. Menurut data terbaru yang tersedia – dari tahun 2012 – protostar tantrum erupsi tidak menunjukkan tanda-tanda berhenti.

"Ledakan yang berlangsung lama ini mengesampingkan banyak kemungkinan, dan kami berpikir HOPS 383 paling baik dijelaskan oleh peningkatan tiba-tiba dalam jumlah gas protobintang sedang bertambah dari disket di sekitarnya, "Dr. Fischer menjelaskan pada 23 Maret 2015 Siaran Press JPL.

Astronom berpikir bahwa ketidakstabilan dalam disket dapat mengakibatkan episode di mana sejumlah besar material jungkir ke bawah ke pusat protobintang. Bintang itu kemudian membentuk titik panas yang ekstrim di wilayah dampak, yang pada gilirannya memanas disk – menyebabkan kedua bintang dan disk mencerahkan secara dramatis!

Para astronom terus mengamati HOPS 383, dan mereka telah meminta pengamatan baru menggunakan NASA Observatorium Stratosfir untuk Astronomi Inframerah (SOFIA), yang merupakan teleskop langit-terbang terbesar yang ada!

 Quasar Jauh Menyalakan Cahaya di Web Cosmic

Besar dan misteriusnya hebat Web Cosmic terdiri dari materi gelap – Kepribadian siapa kita tidak tahu. Namun, para ilmuwan sangat menduga bahwa materi gelap terdiri dari partikel non-atom eksotis yang tidak berinteraksi dengan cahaya – itulah sebabnya mengapa Web Cosmic transparan dan tidak terlihat. Pada bulan Januari 2014, para astronom mengumumkan bahwa mereka telah melihat quasar jarak jauh yang menerangi nebula gas yang intens, mengungkapkan untuk pertama kalinya jaringan filamen transparan seperti web yang diyakini menghubungkan galaksi-galaksi bintang yang tertanam di dalam Web Cosmic. Seperti embun berkilau yang tergantung di jaring laba-laba yang intens, susunan galaksi ini melacak struktur skala besar Alam Semesta.

Sebuah tim astronom di Universitas California, Santa Cruz, memimpin penelitian, yang diterbitkan dalam jurnal edisi 19 Januari 2014. Alam. Menggunakan 10 meter Keck I Telescope Observatory siap di atas Mauna Kea gunung berapi di Hawaii, tim ilmuwan menemukan nebula yang bersinar terang dan cemerlang yang terdiri dari gas yang memanjang sekitar 2 juta tahun cahaya di ruang antargalaksi.

"Ini adalah objek yang sangat luar biasa: itu sangat besar, setidaknya dua kali lebih besar dari nebula yang terdeteksi sebelumnya, dan itu meluas jauh melampaui lingkungan galaksi quasar," jelas Dr Sebastiano Cantalupo, penulis utama dari belajar. Dr. Cantalupo adalah rekan postdoctoral di UC Santa Cruz.

Quasars adalah benda-benda luar biasa cemerlang yang sering diamati menghuni alam semesta kuno dan sangat terpencil. Tubuh-tubuh yang luar biasa jauh ini dianggap memiliki api "hanya" beberapa ratus juta tahun setelah kelahiran Big Bang alam semesta yang inflasional hampir 14 miliar tahun yang lalu. Quasars menyilaukan kosmos dengan api ganas dan cemerlang mereka – mereka sebenarnya adalah cakram akresi yang melingkupi lubang hitam supermasif muda, rakus, dan rakus yang bersembunyi di dalam hati bayi galaksi yang terbentuk di alam semesta awal. Lubang hitam supermasif menghantui jantung gelap hampir semua – jika tidak semua – galaksi besar, dan mereka menimbang-nimbang jutaan hingga milyaran kali lebih banyak daripada Bintang kita, Matahari. Galaksi kita sendiri besar, spiral-spiral, yang Bima Sakti , memegang lubang hitam supermasif di jantung rahasianya. Itu disebut Sagittarius A * (Sgr A * , Ringkasnya ) , dan itu ringan, dengan standar lubang hitam supermasif, beratnya hanya jutaan – dibandingkan dengan miliaran – kali lebih dari Bintang kita.

Tim astronom, yang dipimpin oleh Dr. Cantalupo, menggunakan sangat terang quasar , terlihat ketika itu muncul ketika Semesta "hanya" sekitar 3 miliar tahun, untuk menyalakan gas redup yang mengapung di dalam lingkungan umum objek langit yang brilian ini. Lautan cahaya yang mengalir deras keluar dari quasar menyebabkan atom hidrogen dalam gas mengirimkan gelombang panjang gelombang radiasi ultraviolet.

Ketika alam semesta berlanjut dalam ekspansi tanpa henti, radiasi ini membentang ke panjang gelombang yang lebih panjang, sangat menjadi cahaya tampak. Dr. Cantalupo, Dr. J. Xavier Prochaska, dan tim mereka di UC Santa Cruz, mempelajari cahaya cemerlang, cemerlang, dan kuno, dengan Keck I. Gambar-gambar berasal dari Muntah mengungkapkan awan gas yang lebih dari 10 kali diameter Galaksi kita! Ini merupakan penemuan pertama dari radiasi yang mengalir dari awan "pada skala jauh melampaui Galaksi", kata Dr. Prochaska pada 19 Januari 2014. Berita Alam.

Model Kosmologis Standar pembentukan struktur di alam semesta memprediksi bahwa galaksi tertanam dalam filamen-filamen yang agung Web Cosmic , sebagian besar (sekitar 84%) terdiri dari misterius, transparan, hantu materi gelap . Web laba-laba Cosmic ini diamati dalam simulasi komputer yang berusaha memodelkan evolusi struktur di alam semesta. Simulasi menunjukkan evolusi materi gelap dalam skala besar, termasuk materi gelap lingkaran cahaya di mana galaksi dilahirkan dan Web Cosmic terdiri dari materi gelap filamen yang menghubungkan mereka.

Gaya gravitasi menyebabkan materi atom "biasa" mengikuti distribusi materi gelap . Dengan cara ini, filamen gas terionisasi difus dipercaya untuk menguraikan pola spidery seperti yang terlihat pada materi gelap simulasi komputer.

A Cosmic Spider & # 39; s Web

Pada saat kelahiran Big Bang Inframerah di alam semesta kita, hampir 14 miliar tahun yang lalu, ada ledakan cahaya terang yang luar biasa. Partikel cahaya, yang disebut foton , radiasi elektromagnetik berenergi sangat tinggi terbang keluar dari materi yang sangat membakar panas yang menyusun Cosmos primordial. Di alam semesta primordial, bagaimanapun, cahaya tidak dapat meledakkan jalannya melalui Cosmos dengan bebas. Ini disebabkan, pada suhu luar biasa tinggi dari alam semesta yang sangat purba, materi terionisasi. Di sini, atom-atom yang berhasil membeku di lingkungan yang panas ini dengan cepat tercabik-cabik. Alasan untuk ini adalah bahwa inti atom bermuatan positif tidak dapat menahan gumpalan awan yang melingkupinya dari elektron bermuatan negatif. Partikel bermuatan listrik secara konstan memancarkan dan menyerap foton. Untuk 400.000 tahun pertama keberadaan Alam Semesta kita, cahaya terus menerus dipancarkan, kemudian diserap, lalu dipancarkan, dan kemudian diserap lagi – dan lagi! Siklus ini berlanjut untuk jangka waktu yang jauh lebih lama daripada peradaban manusia yang berkembang di Bumi! Kebingungan kuno ini berlanjut selama ratusan ribu tahun – hingga suhu luar biasa tinggi dari alam semesta primordial akhirnya turun menjadi kurang dari lima ribu derajat Fahrenheit.

Semua miliaran pada miliaran galaksi bintang yang mengecam alam semesta awal dengan cahaya tampak berkerumun di sekeliling celah-celah intens yang bisa mencapai 150 tahun cahaya. Ini hebat Void hitam karena mereka hampir – tetapi tidak sepenuhnya – kosong.

Ini besar sekali besar Cosmic Voids tulis sekitar 50% dari volume alam semesta Cosmos. Pada skala besar, alam semesta tampak berbusa, dengan filamen berat materi gelap memutar mereka di sekitar satu sama lain untuk membentuk Web Cosmic. Filamen transparan ini diterangi oleh api cemerlang dari lembaran besar galaxies yang terjalin. Sangat hitam Void , yang mengganggu struktur spideri misterius, terjalin, misterius ini, yang ditunjukkan oleh nyala api bintang-bintang, hampir seluruhnya tanpa galaksi. Itu Void mengandung hanya sejumlah kecil galaksi yang dapat diandalkan – yang membuatnya tampak kosong jika dibandingkan dengan bintang yang diledakkan Web Cosmic , yang menjalin sendiri di sekitar mereka menjadi struktur yang rumit dan berbelit-belit.

Di mana pun kita melihat di dalam kosmos kita yang luas, kita mengamati pola spidery aneh yang sama ini. Starlit, galaksi-galaksi yang berapi-api diamati berkerut di sekeliling garis-garis besar, hitam, hampir kosong Void. Ini rumit, memutar Web kaya dengan materi, dari apa yang disebut jenis atom "biasa", dan jenis gelap non-atom yang eksotis dan aneh.

Jika kita mampu mengamati Semesta seperti itu sangat adalah, dengan mata manusia Bumi yang berevolusi, kita akan mengerti bahwa sebagian besar materi di dalamnya eksotis dan non-atom. Galaksi-galaksi bintang dan gugus galaksi yang sangat besar tertanam dalam lingkaran cahaya misterius, non-atom, dan tak terlihat ini. materi gelap. Yang transparan materi gelap menjalin filamen berat Web Cosmic melalui luasnya Ruang dan Waktu.

Itu materi gelap tidak mengungkapkan kehadiran hantu-nya kecuali dengan cara pegangan gravitasinya pada benda-benda itu bisa dilihat. Pengukuran dan perhitungan terbaru menunjukkan bahwa Alam Semesta terdiri dari sekitar 27% materi gelap , dan sekitar 68% energi gelap . Energi gelap adalah zat misterius yang menyebabkan alam semesta berakselerasi dalam ekspansinya. Sifat dan asal dari energi gelap saat ini tidak diketahui.

"Selama hampir satu abad, Alam Semesta telah dikenal meluas sebagai konsekuensi dari Big Bang sekitar 14 miliar tahun yang lalu. Akan berakhir dengan es," kata Dr. Saul Perlmutter dari Lawrence Berkeley National Laboratory dan seorang profesor fisika di Universitas California di Berkeley. Dr. Perlmutter dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 2011 bersama Dr. Brian P. Schnidt dan Dr. Adam Riess karena memberikan bukti bahwa ekspansi Semesta semakin cepat.

Hanya 5% dari alam semesta kita terdiri dari materi "biasa" – materi atom yang dikenal yang membentuk Tabel periodik dari elemen. Meskipun materi atom "biasa" adalah kerdil serigala Kosmik, sebenarnya sangat luar biasa. Ini karena benda-benda itu adalah bintang, planet, bulan, dan orang-orang – dan semua bagian alam semesta kita yang akrab!

Cahaya Baru Pada Web Cosmic

Hingga saat ini, filamen dari materi gelap yang menenun yang luar biasa Web Cosmic belum pernah diamati secara langsung. Meskipun gas yang mengapung di ruang antargalaksi telah terlihat, karena penyerapan cahaya memancar dari sumber latar belakang yang brilian, pengamatan tersebut tidak menunjukkan bagaimana gas didistribusikan. Namun, dalam studi Januari 2014, para ilmuwan menemukan cahaya fluorescent gas hidrogen yang dihasilkan dari iluminasi oleh radiasi kuat yang berasal dari quasar.

"Ini quasar menerangi gas yang menyebar pada skala jauh melampaui apa pun yang pernah kita lihat sebelumnya, memberi kita gambaran pertama gas yang diperluas antara galaksi. Prochaska dalam 19 Januari 2014 Siaran pers UC Santa Cruz.

Gas hidrogen, yang diterangi oleh quasar , mengirimkan sinar ultraviolet yang disebut Radiasi alpha Lyman. Yang mencerahkan quasar itu sendiri sangat terpencil – sekitar 10 miliar tahun cahaya jauhnya. Memang, itu quasar Cahaya yang dipancarkan "direntangkan" oleh perluasan Alam Semesta ke titik dimana panjang gelombang ultraviolet aslinya yang tidak terlihat menjadi warna ungu yang terlihat pada "mata" pengintip dari Muntah. Dengan mengetahui jarak ke quasar , para astronom mampu menentukan panjang gelombang radiasi alpha lyman dari jarak itu, dan membuat filter khusus untuk & # 39; lingkup Spektrometer LRIS untuk mendapatkan gambar pada panjang gelombang itu.

"Kami telah mempelajari yang lain quasar cara ini tanpa mendeteksi gas yang diperpanjang seperti itu. bagian dari filamen yang mungkin bahkan lebih panjang dari ini, tetapi kita hanya melihat bagian filamen yang diterangi oleh pancaran emisi dari quasar, "Dr. Cantalupo menjelaskan pada 19 Januari 2014 Siaran pers UC Santa Cruz.

Dalam survei remote sebelumnya quasar bersembunyi di alam semesta kuno, Dr. Cantalupo dan yang lain menemukan apa yang disebut "galaksi gelap", yang mewakili simpul gas terpadat yang mengapung di dalam Web Cosmic. "Galaksi gelap" ini diyakini terlalu muda atau terlalu kecil untuk melahirkan bintang bayi yang berapi-api.

"Galaksi yang gelap jauh lebih padat dan bagian – bagiannya lebih kecil Web Cosmic. Dalam gambar baru ini, kita juga melihat galaksi gelap, di samping nebula yang jauh lebih menyebar dan memanjang. akan tetap menyebar dan tidak pernah membentuk bintang, "Dr. Cantalupo melanjutkan untuk mencatat.

Para ilmuwan menghitung jumlah gas yang mengambang di sekitar nebula setidaknya sepuluh kali lebih dari yang diharapkan dari hasil simulasi komputer. Satu penjelasan untuk ketidaksesuaian ini dalam massa, tim studi menjelaskan, adalah bahwa gas dalam Web Cosmic Gumpalan bersama lebih dari yang diperkirakan, pada skala yang lebih kecil dari simulasi dapat diselesaikan. Clumpiness penting untuk menentukan, karena dapat mempengaruhi tingkat di mana gas dingin – yang menyebabkan kelahiran bintang – jungkir menjadi galaksi, menurut Dr. Prochaska.

Meskipun awan gas bisa menjadi filamen pertama yang terlihat dari Web Cosmic bahwa para astronom telah berhasil menemukan, identifikasinya saat ini masih belum pasti. "Para penulis memang membuat kasus yang meyakinkan bahwa gas yang memancarkan melampaui halo gelap menjadi tuan terang quasar , tetapi itu tidak [necessarily] menjadikannya filamen berskala besar, "Dr. Joop Schaye, yang bukan bagian dari penelitian, dijelaskan pada 19 Januari 2014 Berita Alam. Schaye adalah dari Universitas Leiden di Belanda.

"Observasi ini menantang pemahaman kita tentang gas intergalaksi dan memberi kami laboratorium baru untuk menguji dan menyempurnakan model kami," kata Dr. Cantalupo pada 19 Januari 2014. Siaran pers UC Santa Cruz.