Kırmızı evlere baktığınızı düşünün ve bazen bir karganın geçtiğini görürsünüz. Karga ve ev birbirinden kilometrelerce uzakta olabilir, bu yüzden bu imkansız olmalı, değil mi? Yeni bir ankete göre, bir quasar'a bakarsanız, zamanın% 25'inin önünde bir galaksi göreceksiniz. Ancak gama ışını patlamaları için neredeyse her zaman araya giren bir galaksi vardır. Milyarlarca ışık yılıyla ayrılabilseler bile. Anlamak. California Üniversitesi'nden Santa Cruz Dr. Jason X. Prochaska, buldukları tuhaf sonuçlar ve bunun sebebi hakkında bana konuşuyor.
Röportajı dinle: Şaşırtıcı Bir Fark (7.8 MB)
Veya Podcast'e abone olun: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Tamam, insanlara biraz bilgi vermek için, bir gama ışını patlaması ve bir kuasar arasındaki fark nedir? Sanırım oldukça farklılar.
Dr. Prochaska: Evet, belki benzerliklerle başlarım. Her ikisi de kozmoloji çalışması için çok ilginç nesneler çünkü son derece parlak nesneler. Bir başka benzerlik, her ikisinin de kara deliklerle ilgili olduğuna inanıyoruz, ancak bundan sonra iki nesne türü arasında büyük bir fark var. Kuasarların süper kütleli kara delikler olduğuna inanılıyor - bu yüzden kara delikler, ancak bazı durumlarda bir galaksi kadar büyük. Karadeliğe gaz birikir ve gördüğümüz ışık kuasardır. Süper kütleli oldukları için çok fazla gaz toplayabilirler ve sonuç olarak çok parlak bir şekilde parlayabilirler ki bu çok uzak mesafelerden görülebilir.
En azından bu yazının dayandığı bir gama ışını patlaması - iki tür var - Güneşimizin 10-50 katı kadar büyük bir yıldızın, tek bir yıldızın, ancak oldukça büyük, bir yıldızın ölümü ile gelir. Doğal ömrünün sonunda. Ölümü üzerine bir kara delik oluşturur ve bu yıldızların bir kısmı gama ışını patlamaları yarattığına inanıyoruz.
Fraser: Ve kuasarlar ve gama ışını patlamaları araştırması yaptınız ve ne buldunuz?
Dr. Prochaska: Önce öğrenciyi kuasarlı bir projeye koydum. Sloan Digital Sky Survey adında halka açık bir veritabanı var ve kuzey gökyüzünün büyük bir bölümünü inceliyor. Ve muhtemelen bir milyon nesneye yakın bir spektrum aldılar, esas olarak bunun kalbinde bir gökada araştırması. Galaksileri incelemenin yanı sıra, kuasarlar da incelediler. Şu anda yaklaşık 60.000 kuasarın spektroskopisini aldılar ve bu verileri gezegende isteyen herkese açık bir şekilde yayınladılar. Aşağı yukarı, biz ve kuasarlar arasında yer alan gökadaların imzalarını arayarak bu veritabanında gezdik. Yani çok uzak mesafeden bir kuasarınız varsa, yalan söyleme eğilimindeler, aramızda ve bu kuasar arasında oldukça büyük bir galaksi olma ihtimali var. Galaksi, kuasardaki emilim çizgileriyle kendini gösterir. Yani kuasarın spektrumunu analiz edersiniz, kuasar ile ilişkili bu özellikleri çok belirgin görürsünüz, ancak bu durumda ışığın yokluğunu görebilirsiniz. Galaksinin kendimizle kuasar arasında rastlantısal olarak bulunan parmak izi. Bu tür bir bilim, son 12 yıldır yaptığım bir şey. Öğrencimin Sloan anketindeki bu 50.000 kuasarı gözden geçirmesini sağladık ve aramızda ve kuasar arasında ne sıklıkla bir gökada olduğunu saydım. Bu, somun ve cıvataların ilk adımı ve bu galaksiler için böyle bir arayıştan çıkabilen birçok bilim var.
Fraser: Yani orada bir galaksi olup olmadığını görsel olarak göremeyebilirsiniz, ancak onu tespit edebilirsiniz.
Dr. Prochaska: Doğru. Kendi Samanyolu'muz yıldızlarla, gaz ve tozla doludur. Baronlar söz konusu olduğunda, protonlar ve nötronlar. Baryonların Samanyolu'nda ikamet ettiği ana üç aşama, oldukça kolay bir şekilde gördüğünüz yıldızlardır, az çok görünmez, ancak 21 cm'de yayılan - galaksimizdeki gazı haritalamak için kullanılan iyi bilinen bir teknik radyo teleskopları. Ancak gaz ışığı da emebilir. 21 cm dalga boylarında yayılır, fakat aynı zamanda belirli frekanslarda emer. Bir arka plan nesnesinden ışığı emer. Ve hemen hemen tüm galaksilerin sadece yıldızları değil, bu yıldızların oluşturduğu gazları vardır ve kişi bu galaksinin imzasını, gazı inceleyerek galaksiyi tespit edebilir. Bu, kuasarlar için kullandığımız teknik ve gama ışını patlamaları için kullandığımız teknikle aynı.
Fraser: Doğru, ve gama ışını patlamaları ile ne buldun?
Dr. Prochaska: Aslında, kuasarları gama ışını patlamaları ile karşılaştırırken bıraktığım önemli bir nokta, çok parlak olmaları. Adlarında olduğu gibi, çok sayıda gama ışını yayarlar, ancak bunların iyi bir kısmı - kesinlikle yarıdan fazlası - ultraviyole, X-ışını, optik ışık, hatta radyo ışığı da radyasyon yayar ve bu frekanslarda çok parlaktır . Ve böylece onları evrende ultraviyole veya optik frekanslarda görebiliriz ve onları ve gama ışını patlaması arasında kalan gazı incelemek için kullanabiliriz. Kuasarlarda farklı olan, en azından şimdilik, keşfedilen çok daha az gama ışını patlaması olması. Bu fenomeni tespit etmek için bir uzay uydusu gerekiyor, yakın zamana kadar büyük bir düzeyde mevcut olmayan adil bir teknoloji. Tespit edilen bu şeylerin sayısı 1000'lerde hala rakamlar, ancak ayrıntılı olarak çalışabileceğimiz sadece 1-200. Yaptığımız şey bu, 100'lü yılların bir alt kümesini bile alarak, gama ışını patlamasının spektrumunu elde etti ve tekrar aramızda ve patlamanın arasında kalan galaksilerin imzasını tekrar gazla araştırdı. Özetle, küçük bir gamma ışını patlaması örneğimiz olsa da, gama ışını patlamasına karşı daha fazla galaksinin önemli ölçüde fazla olması, kuasarlara doğru olmasıdır.
Fraser: Kaç tane daha?
Dr. Prochaska: Şimdi sayı 4, bu iyi ölçülmüş, hatanın 1, yani 4 artı veya eksi 1 olduğunu söyleyebilirim. Önemli olan, bir geliştirme olmasıdır. Geliştirme bir gün 3 veya belki 1.5 olabilir, ancak quasar üzerindeki geliştirme çok sağlamdır.
Fraser: Nedense aramızda ve uzak gama ışını patlamaları arasında aramızda ve kuasarlardan daha fazla gökada var. Bu nasıl mümkün olabilir? Çok uzaklar.
Dr. Prochaska: Doğru, ve vurgulanması gereken şey, önsel olarak, rasgele kuasarlara veya gama ışını patlamalarına doğru yöneldiğimiz galaksilerin bu arka plan ışık kaynağıyla ilgisi olduğu yönünde hiçbir beklentimiz yok. Yine, bizden çok uzakta bir galaksi buluyoruz, galaksi bizden de uzakta, ama aynı zamanda kuasardan çok geniş bir mesafede. Öyle ki, herhangi bir ilişki beklemeyeceksiniz; yerçekimi ilişkisi yok, elektromanyetik yok, tanımladığımız galaksi ve kuasar arasında fiziksel bir ilişki yok. Aynı şey gama ışını patlama deneyi için de geçerlidir. Gama ışını patlamaları bizden çok uzakta, galaksileri ona doğru görüyoruz - onlar bizden çok uzakta, ama aynı zamanda gama ışını patlamasından çok uzakta. Ve yine, o galaksi ve arkasında yatan gama ışını patlaması arasında herhangi bir fiziksel ilişkiden önsel bir beklentimiz yok. Kesinlikle yüzeyde oldukça çarpıcı, test oldukça basit. Hemen tepkimiz, tamam, neler oluyor?
Üç önyargı veya açıklama var - astronomide onlara seçim önyargısı diyoruz. Ve size bu sonucu verebilecek üç temel açıklama, bariz açıklamalar ilk olarak: toz. Dediğim gibi galaksilerin üç aşaması var: yıldızlarda, gazda ve tozda. Çoğu gökada veya muhtemelen tüm gökadaların içinde toz vardır. Tozun en önemli yanı, arka plan kaynağını söndürmesidir. Böylece siz ve kuasar arasına biraz toz serpiyorsunuz ve onu daha soluk yapacaksınız. Bu galaksilerin hepsinde toz var ve bu anketi tüm gökyüzünde yaptığınızda aslında eksik kuasarları hayal edebilirsiniz. İçlerinde çok fazla toz bulunan gökadalar, kuasarı gizler ve asla ona bakmazsınız. Asla numunenize dahil edilmez. Ancak, gama ışınları kullanarak çok farklı bir yaklaşımla tespit edilen gama ışını patlamaları, bu toza karşı duyarlı olmayacaktır - yine de potansiyel olarak gama ışını patlamasını tespit edip numunenizde sayabilirsiniz. Böylece, gama ışını örneğindeki tozdan dolayı kuasar bulunmayan nesnelerin fazla sayılmasıyla sonuçlanırsınız. Cevabın bu olduğunu düşünmememizin nedeni, gökadaların ne kadar toz olduğuyla ilgili iyi bir anlayışa sahip olduğumuzdur ve farkı 4 faktörü telafi etmek için örnekten yeterli kuasar çıkarılması yeterli değildir.
Yani bu 1 numaralı açıklamadır. 2. sayı, a priori varsayımımızdır, gazın gama ışını patlamasıyla ilgisi yoktur veya kuasar yanlıştır. Bu gazın bizden, kuasardan ve gama ışını patlamasından çok uzakta olduğunu söyledim. Muhtemelen astronomideki en zor problem aslında mesafeyi ölçmektir. Gazın mesafesini gerçekten ölçmüyorum, gazın kırmızıya kaymasını ölçüyorum ve bu, kırmızıya kaymanın Evrenin genişlemesinden kaynaklandığı varsayımıyla bana mesafeyi tahmin ediyor. Gerçekten kırmızıya kayma sadece bir hızdır. Bu yüzden gazın hızını ölçüyorum, gama ışını patlamasının hızını ölçüyorum. İkisinin farklı olduğunu biliyorum, mutlak bilimsel gerçekle biliyorum. Hızlardaki farkın Evrenin genişlemesinden ve dolayısıyla nesneler arasındaki mesafeden kaynaklandığını varsayıyorum. Ancak, gama ışını patlamalarının patlama sırasında bu gazı gerçekten çok yüksek hızlarda tükürmesi mümkündür, böylece gama ışınının kendisinden farklı bir hıza sahip olması ve kırmızıya kayma farkının nedeni budur ve bu yüzden fark mesafeleri olduğunu söylememe neden oldum. Kısacası, 2 numaralı açıklama, gama ışını patlamalarının çok yüksek hızlarda gazı dışarı atması ve bu gazı ölçüyor ve bir galaksi olarak adlandırıyoruz, aslında gama ışını patlamalarından atılan gaz . Şu anda hala geçerli bir seçenek. Bunun karşıtı ve sağlam bir şey, birçok durumda, sadece gazı değil, aynı zamanda galaksiden o gazı barındırması gereken yıldızları da tespit ettik. Bu yüzden sadece gazın atılması gerekmekle kalmaz, bir galaksinin gama ışını patlamasıyla atılması gerekir ve bu da hayal gücünü genişletmeye başlar.
Bu, yerçekimi lensi olan 3 numaralı kapıya yol açar. Gökadalar, kütlesi olan herhangi bir şey, arkalarındaki nesneleri görsel olarak olduklarından daha parlak hale getirerek bir etkiye sahiptir. Burada galaksilerimiz olduğunu düşünüyoruz, kitlesel bir konsantrasyonumuz olduğunu biliyoruz, bu yüzden arkalarındaki nesnenin parlaklığını etkilemeleri ve gama ışını patlamalarını aksi takdirde olduğundan daha parlak hale getirmeleri oldukça olasıdır. Gama ışını patlamalarını görmemizin ana nedeni, orada bir galaksimiz olması. Gama ışını patlamasını görmek için galaksiye ihtiyacımız var. Ve bu, bir galaksimiz olmasaydı, onu görmeyeceğimiz ve kuasarelerin gökadalar olmadan yeterince parlak olduğu çok fazla kuasarın ortaya çıktığı bir seçim etkisidir. Ve yerçekimi mercekleri, muhtemelen anlayabileceğiniz gibi, doğrudan üzerinde çalıştığım bir şey değil, ancak alandaki uzmanlar bana bunun olası bir açıklama veya sonucun baskın açıklaması olmadığını söylüyor.
Fraser: Demek fikirlerin tükeniyor.
Dr. Prochaska: Evet, kesinlikle açık olan üç tanesinden geçtik, herkesin ortaya çıkardığı ve yine de bunlara karşı oldukça güçlü karşı argümanlarımız var. Başka bir grup, quasar'ların gama ışını patlamalarından farklı bir boyuta sahip olduğunu düşündüğüm başka bir 4. fikir daha ortaya koydu. Bunun nasıl büyük bir fark yaratabileceği konusunda biraz ince, ama belki de açıklama budur, yine de biz ve diğerleri bu noktada 4 numaralı kapıya karşı gerçekten güçlü karşı argümanlar bulduk. Önerilen 4 iyi fikirde başarısızlıklar var.
Fraser: Peki sırada ne var? Daha fazla veri arayacağınızı varsayıyorum.
Prochaska: Kesinlikle gazın gama ışını patlamalarıyla ilişkili olduğunu, yani gama ışını patlamalarından atıldığını ekarte etmek istiyorum. Gerçekten kesinlikle doğru olmadığını kanıtlamak istiyorum ve bunu yapmanın yolu, gazla ilişkili gerçek galaksiyi ve yıldızları tanımlamaktır. Ekibimizdeki insanlar ve diğer ekipler geri dönüyor ve aslında gazı tutan galaksiyi arıyor. Eğer galaksiler bulamazsak, gazın gama ışını patlaması tarafından atıldığı fikrine daha fazla güvenirdi. Dolayısıyla, ilişkili galaksileri incelemek için kesinlikle yapılması gereken işler var. Aynı satırlarda, galaksilerde ne kadar kütle olduğunu çıkarabilir ve yerçekimi mercek hipotezini daha iyi test edebilir ve toz hipotezini test etmek için galaksilerde ne kadar toz olduğunu öğrenebiliriz. Onları oynamaya devam ederken bile, sanırım gama ışını patlamalarına karşı galaksiler hakkında çok şey öğrenmenin, komik bir şey olup olmadığını veya sonucu açıklayabilecek başka bir özellik olup olmadığını öğrenmemizi sağladığını düşünüyorum. Yapılması gereken diğer bir şey, ve bu yapılacaktır, sadece daha fazla gama ışını patlamasının gelmesini beklemek ve bu deneyi daha fazla görüş çizgisinde tekrarlamaktır. Ve şu anda, bu deneyi tekrarlayabileceğimiz 10'lu, hatta 100'lü daha fazla gama ışını patlaması alacağımız ve NASA Swift uzay teleskobu çalışıyor.
Fraser: Tamamen orada olabileceğini düşündüğün bir tür fikir var mı?
Dr. Prochaska: Eminim ki bu satırlar boyunca yazılı yazılar olacaktır. Şimdilik benim en sevdiğim seçenek olmayacak. Ama ben bir bilim insanıyım, gerçekçi bir insanım. Bu tuhaf bulgunun olduğu mesajını getirdik ve çalışmayı nasıl yaptığımıza çok sıkı baktık, elmalarimizi elimizden geldiğince elmalar için yaptık ve bunda da adil bir iş yaptık. Bu adım 1'dir. Adım 2, bir gözlemci olarak, sonucu elde ettikten sonra açıklayabilmem gerektiğini hissediyorum. Dediğim gibi, üç fikir bulduk ve ne yazık ki, şu anda bunların hiçbirinin sıkışmış olduğunu düşünmüyorum. Tüm fikirleri öldürebilirsem ve sonuç sonraki 50 gama ışını patlamasıyla iyi sonuç verirse, o zaman ilk varsayımlarınıza geri dönmeniz gerekir; bunlardan biri bildiğimiz gibi kozmolojidir. Ben buna yakın bir yerde olduğumu söylüyorum, ama bana iki yıl ver ve eğer gördüğümüz şeyden bir şey değişmezse, evet, sanırım, varsayımların çizgisinde 0. adıma kadar geri gitmelisin. Evren.
