Hubble otkrio ogromnu strukturu u svemiru dugu 150 milijardi kilometara

Ogromna struktura kosmičke prašine, koja se proteže gotovo 150 milijardi kilometara kroz svemir, ponovo je privukla pažnju astronoma nakon što su nova posmatranja otkrila detalje koji bi mogli pomoći u objašnjavanju njenog nastanka. Iako naučnici imaju nekoliko pretpostavki o tome kako je nastala, njeno porijeklo i dalje nije u potpunosti razjašnjeno.

Riječ je o neobičnoj strukturi nazvanoj Cat's Tail (Mačiji rep), smještenoj u zvjezdanom sistemu Beta Pictoris, približno 63 svjetlosne godine od Zemlje. Naučnici Univerziteta Arizona uspjeli su je pomoću svemirskog teleskopa Hubble posmatrati u vidljivom dijelu svjetlosnog spektra, što ranije nije bilo moguće. Rezultati njihovog istraživanja objavljeni su u oktobru u naučnom časopisu The Astrophysical Journal Letters.

Najveća misterija fizikeSpustili teleskop na dubinu od 2.4 km da testiraju Einsteinovu teoriju

Struktura duga gotovo 150 milijardi kilometara

Razmjere ovog kosmičkog fenomena teško je zamisliti. Prema procjenama astronoma, Mačiji rep proteže se približno 93 milijarde milja, odnosno gotovo 150 milijardi kilometara. Njegova dužina odgovara približno 1.000 astronomskih jedinica. Jedna astronomska jedinica predstavlja prosječnu udaljenost između Zemlje i Sunca, koja iznosi oko 150 miliona kilometara. To znači da je riječ o strukturi čija je dužina približno hiljadu puta veća od udaljenosti naše planete od Sunca, prenosi Vice.

Uprkos ogromnim dimenzijama, ovaj oblak prašine dugo je izmicao posmatranjima u vidljivoj svjetlosti. Astronomi su ga ranije mogli registrovati samo pomoću svemirskog teleskopa James Webb, koji posmatra svemir u infracrvenom dijelu spektra. Nova Hubbleova posmatranja sada su omogućila drugačiji pogled na ovu neobičnu strukturu i njena fizička svojstva.

Zašto je ogromni oblak bio gotovo nevidljiv?

Odgovor na pitanje zašto je tako velika struktura dugo ostala skrivena nalazi se u sastavu prašine od koje je nastala. Prema objašnjenju Arina Avsara, glavnog istraživača, Mačiji rep sastoji se gotovo u potpunosti od organskih vatrostalnih materijala bogatih ugljikom. Riječ je o materiji koju čine dugi lanci tamnih ugljikovih atoma, sposobnih da apsorbuju veliki dio vidljive svjetlosti.

Zbog toga struktura ne reflektuje dovoljno svjetlosti da bi bila jednostavno uočljiva klasičnim optičkim posmatranjima. Naučnici njen sastav porede s izrazito tamnom, poroznom čađi, čije čestice imaju sposobnost upijanja svjetlosti. Upravo su takva svojstva materijala jedan od razloga zbog kojih je Mačiji rep ranije bio dostupan samo infracrvenim instrumentima teleskopa James Webb.

Je li sve počelo sudarom dva nebeska tijela?

Iako su astronomi sada dobili detaljniji uvid u strukturu, pitanje njenog nastanka ostaje otvoreno. Jedna od mogućnosti koju istraživači razmatraju jeste sudar dva planetoida veličine Plutona. Prema toj pretpostavci, dva velika nebeska tijela mogla su se sudariti izuzetno velikim brzinama, pri čemu bi se oslobodila ogromna količina energije. Temperatura nastala tokom takvog sudara mogla je biti dovoljno visoka da ugljik pređe u gasovito stanje.

Kako bi se materijal postepeno hladio, ugljik bi se ponovo kondenzovao, stvarajući lagane, porozne čestice kosmičke prašine. Takve čestice mogle su se zatim širiti kroz zvjezdani sistem i formirati neobičnu strukturu koja danas podsjeća na dugačak rep. Ipak, naučnici naglašavaju da je riječ o mogućem objašnjenju, a ne o potvrđenom scenariju. Zasad nema dovoljno dokaza koji bi sa sigurnošću pokazali da je upravo sudar dva velika planetoida odgovoran za nastanak Mačijeg repa.

Četrnaest godina posmatranja otkrilo neobičan oblik

Kako bi bolje razumjeli položaj i oblik strukture, istraživači su analizirali podatke koje je teleskop Hubble prikupljao tokom 14 godina. Te informacije kombinovali su s infracrvenim snimcima teleskopa James Webb, što im je omogućilo izradu trodimenzionalnog prikaza Mačijeg repa. Rezultati su pokazali nešto neočekivano.

Iako naziv sugeriše da se prašina pruža iza zvijezde poput repa, njena stvarna orijentacija u prostoru znatno je drugačija. Astronomi su utvrdili da se struktura proteže bočno u odnosu na zvijezdu, umjesto da se nastavlja neposredno iza nje. Takav raspored dodatno komplikuje pokušaje objašnjavanja njenog nastanka i razvoja. Trodimenzionalna analiza pružila je istraživačima precizniji uvid u raspored prašine i odnos između ove strukture i drugih objekata unutar sistema Beta Pictoris.

Ogromna planeta mijenja oblik oblaka prašine

Tokom analize astronomi su otkrili i neobično gravitacijsko izobličenje u širem omotaču kosmičke prašine koji okružuje zvijezdu. Prema njihovim nalazima, za tu pojavu odgovorna je planeta Beta Pictoris b, veliki gasoviti div čija je masa približno deset puta veća od Jupiterove.

Zbog snažnog gravitacijskog djelovanja, ova planeta utječe na raspored materijala u svojoj okolini, mijenjajući oblik oblaka prašine. Njen gravitacijski utjecaj stvara zakrivljenje koje su naučnici uspjeli prepoznati analizom podataka prikupljenih pomoću svemirskih teleskopa.

Sličan princip može se ilustrirati poznatim eksperimentom sa statičkim elektricitetom, kada se mlaz vode iz slavine zakrivljuje pod djelovanjem električnog naboja. U slučaju sistema Beta Pictoris, promjene u rasporedu kosmičke prašine posljedica su gravitacijskog djelovanja ogromne planete.

Tragovi o nastanku našeg Sunčevog sistema

Istraživanje Mačijeg repa nije važno samo zbog neobičnih dimenzija i sastava ove strukture. Zvjezdani sistem Beta Pictoris astronomima pruža priliku da proučavaju procese koji su mogli imati važnu ulogu i tokom ranog razvoja našeg Sunčevog sistema. Sudarima nebeskih tijela, stvaranjem sitnih čestica i njihovim raspoređivanjem pod utjecajem gravitacije oblikuju se planetarni sistemi. Upravo takvi procesi mogli su se odvijati i u našem kosmičkom susjedstvu prije nekoliko milijardi godina.

Zbog toga bi detaljnije razumijevanje nastanka Mačijeg repa moglo pomoći naučnicima da rekonstruišu pojedine faze razvoja planetarnih sistema. Iako nova posmatranja još nisu pružila konačan odgovor o porijeklu ogromne strukture, kombinacija Hubbleovih i Webbovih podataka omogućila je preciznije određivanje njenog oblika, sastava i položaja. Astronomi sada raspolažu novim informacijama koje bi mogle pomoći u utvrđivanju jesu li neobični tragovi prašine zaista posljedica drevnog sudara velikih nebeskih tijela ili su nastali nekim drugim procesom.