• Thursday July 18,2019

Gefunden: 90% des fernen Universums

Anonim

Dies ist eine faszinierende Nachricht: 90% des fernen Universums wurden als vermisst angesehen, aber es wurde kürzlich gefunden. Und was seltsam ist, es wurde gefunden, dass es rote Zahlen gibt. Im wahrsten Sinne des Wortes.

[Anmerkung: Bevor Sie fragen, hat dies nichts mit dunkler Materie zu tun. Siehe unten!]

Zunächst ein wenig Hintergrund. Galaxien sind mit Wasserstoffgas gefüllt, und dieses Gas ist ein Hauptbestandteil der Wolken, die zu Sternen zusammenfallen. In diesem Fall ionisieren die heißen Sterne das Gas: Durch das Fluten von ultraviolettem Licht wird das Elektron vom Proton entfernt, wodurch beides freigesetzt wird. Kommt das Elektron wieder in die Nähe des Protons, kann es rekombinieren. Aufgrund der Quantenmechanik kann das Elektron nur in bestimmten Energiezuständen existieren, die ein bisschen wie Treppenstufen sind. Sie können von der dritten Stufe zur zweiten springen, aber es gibt keine zweite und eine halbe Stufe.

So ist es mit Elektronen. Früher wurde gelehrt, dass diese Ebenen wie Umlaufbahnen waren, aber das ist keine große Analogie; Die Treppe ist besser. Wenn sich also das Elektron auf der zweiten Ebene befindet und auf die erste fällt, gibt es Energie in Form von Licht ab (genau wie beim Absteigen verliert man auch etwas Energie und es braucht Energie, um einen Schritt nach oben zu gehen). Für den 2: 1-Schritt in Wasserstoff befindet sich das emittierte Photon im Ultraviolett und hat einen besonderen Namen: Lyman alpha.

Ionisierte Wasserstoffgaswolken neigen dazu, viel Lyman alpha zu sprengen. Dies macht es gut, nach entfernten Sternentstehungsgebieten zu suchen. Suchen Sie einfach nach dieser wunderbaren Wellenlänge des Lichts, die mit dem 2 - 1 - Übergang von Wasserstoff zusammenhängt.

Wie dem auch sei, wir wissen, dass die Sternentstehung, als das Universum jung war, ungefähr ein Viertel des Alters, in dem es jetzt ist, im Durchschnitt viel schneller vor sich ging als jetzt. Die Astronomen dachten also: Hey, warum sucht man nicht mit Lyman alpha nach fernen Galaxien? Sie sollten es abpumpen und sie gut sichtbar machen.

Also schauten sie nach. Und zu ihrer Überraschung fanden sie nur etwa 10% der Galaxien, die sie vorhergesagt hatten!

Oh, oh.

Dies ist seit einiger Zeit ein Problem. Aber das ist nicht mehr der Fall: Ein kürzlich von Astronomen durchgeführtes Experiment zeigt, dass die Galaxien vorhanden sind, aber sie sind versteckt!

Was sie getan haben, ist einen Blick in einen Teil des Himmels zu werfen, indem sie das GOODS South-Feld (ein Teil davon ist oben abgebildet) verwenden und versuchen, Lyman-Alpha-Galaxien zu finden. Dann schauten sie sich die gleiche Region an, suchten stattdessen nach H alpha, der Linie, wenn ein Elektron vom dritten auf das zweite Energieniveau springt. Und raten Sie mal, was sie gefunden haben: Tonnenweise Galaxien!

Das Problem, vermuteten sie, ist, dass die Galaxien tatsächlich da sind und Lyman alpha ausstrahlen. Bevor jedoch ultraviolettes Licht aus einer dieser Galaxien austreten kann, wird es von Gas im Inneren der Galaxie selbst absorbiert. Wir sehen es nie.

H-Alpha kann jedoch leichter den Galaxien entkommen, sobald es produziert ist. Zum einen ist es rotes Licht, und das kann das Gas und den Staub besser durchdringen als das ultraviolette Lyman Alpha-Licht. Es gibt auch andere kompliziertere Gründe, aber der Punkt ist, die Galaxien wurden uns einfach vor uns verborgen, aber nicht mehr. Durch Extrapolation ihrer Ergebnisse sieht es so aus, als hätten sie 90% des fernen Universums gefunden!

Ich werde anmerken: das hat nichts mit dunkler Materie zu tun. Wie dem auch sei, sind 90% der Materie im Universum in einer Form, die kein Licht emittiert, aber andere Materie durch die Schwerkraft beeinflusst. Wir wissen, dass es existiert und Sie können hier erfahren, warum. Wir wissen, dass es lokal in nahegelegenen Galaxien und Galaxienhaufen existiert. Dieses neue Ergebnis wirkt sich nicht darauf aus, da die jetzt nicht verborgenen Galaxien wie viele Milliarden Lichtjahre entfernt sind. Sie können möglicherweise nicht in der Nähe liegende Galaxien beeinflussen, so dass sie keine Dunkle Materie berücksichtigen.

Ich liebe diese Studie. Es ist eine großartige Anwendung der einfachen Logik, obwohl dies nicht so einfach war: Sie mussten viel Zeit für ein 8-Meter-Monsterteleskop verwenden, um dies zu tun! Aber sie konnten eine Frage beantworten, die es schon seit einiger Zeit gibt, und es sieht wirklich so aus, als hätten sie sie gelöst.

Und wie immer frage ich mich, was sonst draußen im Weltraum lauert, außer einem Sprung an Logik und Technologie, die es uns ermöglichen werden, ihn zu enthüllen. In der Wissenschaft dreht sich alles darum, über Probleme nachzudenken und in staubige Winkel zu schauen. Manchmal sind dort die interessantesten Dinge zu finden.

in diesem Fall die große Mehrheit des Universums!


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