Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Search the Community

Showing results for tags ' czarna dziura'.



More search options

  • Search By Tags

    Type tags separated by commas.
  • Search By Author

Content Type


Forums

  • Nasza społeczność
    • Sprawy administracyjne i inne
    • Luźne gatki
  • Komentarze do wiadomości
    • Medycyna
    • Technologia
    • Psychologia
    • Zdrowie i uroda
    • Bezpieczeństwo IT
    • Nauki przyrodnicze
    • Astronomia i fizyka
    • Humanistyka
    • Ciekawostki
  • Artykuły
    • Artykuły
  • Inne
    • Wywiady
    • Książki

Find results in...

Find results that contain...


Date Created

  • Start

    End


Last Updated

  • Start

    End


Filter by number of...

Joined

  • Start

    End


Group


Adres URL


Skype


ICQ


Jabber


MSN


AIM


Yahoo


Lokalizacja


Zainteresowania

Found 13 results

  1. Jeśli to, co uznawaliśmy za czarne dziury jest w rzeczywistości obiektami nieposiadającymi osobliwości, wówczas przyspieszające rozszerzanie wszechświata jest naturalną konsekwencją Einsteinowskiej ogólnej teorii względności, mówi Kevin Croker z Uniwersytetu Hawajskiego. Croker i jego kolega opublikowali na łamach Astrophysical Journal artykuł, w którym stwierdzają, że niektóre obiekty uznawane obecnie za czarne dziury, mogą nie być czarnymi dziurami, ale obiektami pełnymi ciemnej energii. Kevin Croker i emerytowany profesor matematyki Joel Weiner nie zajmowali się badaniem czarnych dziur. Przyglądali się równaniom Friedmanna, które zostały przez ich twórcę wywiedzione z teorii Einsteina. Fizycy wykorzystują te równania do opisu rozszerzania się wszechświata, gdyż za ich pomocą łatwiej jest prowadzić obliczenia. Naukowcy zauważyli, że aby poprawnie zapisać równania Friedmanna, ultragęste izolowane obiekty we wszechświecie, takie jak gwiazdy neutronowe czy czarne dziury muszą być – z matematycznego punktu widzenia – traktowane jak cała reszta. Dotychczas kosmolodzy uważali, że w obliczeniach należy pomijać szczegóły dotyczące tych obiektów. Wykazaliśmy, że istnieje tylko jeden prawidłowy sposób na tworzenie tych równań. A jeśli zrobi się to w ten sposób, można dojść do bardzo interesujących wniosków, mówi Croker. Z obliczeń wynika, że cała ciemna energia, potrzebna do przyspieszania rozszerzania się wszechświata, może znajdować się w obiektach uznawanych obecnie za czarne dziury. Co więcej wykazali, że te alternatywy dla czarnych dziur – nazwane Generycznymi Obiektami Ciemnej Energii (GEODE – Generic Objects of Dark Energy) – pozwalają również wyjaśnić pewne cechy fal grawitacyjnych. Wyliczenia, dokonane przez Crokera i Weinera wykazały, że GEODE, ultragęste obiekty pełne ciemnej energii, ale niezawierające osobliwości, zyskują masę wyłącznie przez to, że wszechświat się rozszerza. Ich masa zwiększa się, nawet gdy w pobliżu nie ma materii, którą mogłyby wchłonąć. Tak, jak światło podróżujące przez rozszerzający się wszechświat traci energię, co widzimy w postaci przesunięcia w podczerwieni, tak i materia traci masę w miarę rozszerzania się wszechświata. Zwykle efekt ten jest zbyt słaby, by go zauważyć. Jednak w ultragęstych środowiskach, wewnątrz których panuje niezwykle wysokie ćiśnienie, mamy do czynienia z materiałem relatywistycznym, a tam efekt utraty masy przez materię jest zauważalny. Ciemna materia jest relatywistyczna i panujące wewnątrz niej ciśnienie działa inaczej niż na materię czy światło. Zatem obiekty zbudowane z ciemnej energii, jak GEODE, z czasem zyskują masę. Hipoteza dotycząca GEODE pojawiła się w latach 60. ubiegłego wieku, ale dopiero ostatnio opracowano metody matematyczne, pozwalające badać te obiekty. Dzięki pracy Crokera i Weinera wydaja się, że za ich pomocą w prosty sposób można wyjaśnić pewne zjawiska zaobserwowane podczas rejestracji fal grawitacyjnych pochodzących z połączenia dwóch czarnych dziur. Gdy LIGO po raz pierwszy wykrył fale grawitacyjne wyliczono, że pochodzą one z połączenia czarnych dziur o masach 29 i 36 mas Słońca. Tymczasem naukowcy spodziewali się innych mas. Jednak GEODE, w przeciwieństwie do czarnych dziur, zyskują z czasem masę. Uformowane w młodym wszechświecie GEODE mogły z czasem zyskać na masie i to właśnie one mogły się zderzyć, co zostało zaobserwowane przez LIGO. Wyjaśnienie takie jest znacznie prostsze niż przyjęcie, że mieliśmy do czynienia z czarnymi dziurami o takich, a nie innych masach. Nie wszyscy są przekonani do twierdzeń Crokera i Weinera. Profesor fizyki Vitor Cardoso z Instituto Superior Tecnico w Lizbonie mówi, że zaprezentowany opis GEODE jest sprzeczny z intuicją i trudny do przyjęcia. Dodaje przy tym: podoba mi się pomysł znalezienia alternatyw dla czarnych dziur. To zmusi nas to wzmocnienia teorii opisującej czarne dziury. Poza tym, jeśli nie będziemy takiej alternatywy szukali, to nigdy jej nie znajdziemy. Badania opisano w artykule Implications of Symmetry and Pressure in Friedmann Cosmology. I. Formalism « powrót do artykułu
  2. W centrum Drogi Mlecznej znajduje się supermasywna czarna dziura o masie 4 milionów mas Słońca. Jest ona spokojna jak na aktywne jądro galaktyki, jednak obserwacje w zakresie promieniowania rentgenowskiego pokazują, że w okolicach czarnej dziury dochodzi do silnych rozbłysków. Ponadto chociaż tempo formowania się gwiazd w tamtym regionie jest od kilkuset milionów lat stabilne, mamy dowody, że czasami dochodzi tam do wysokoenergetycznych epizodów. Teraz na łamach Nature naukowcy donoszą o odkryciu dwóch bąbli emitujących promieniowanie radiowe i znajdujących się nad oraz pod płaszczyzną Galaktyki. Rozmiary obu bąbli wynoszą 140x430 parseków, czyli każda z nich rozciąga się na 700 lat świetlnych. Wiek bąbli oceniono na kilka milionów lat, a całkowitą energię na 7x1052 ergów. Naszym czytelnikom z pewnością coś to przypomina. Przed 9 laty informowaliśmy o odkryciu tajemniczych bąbli rozciągających się w obu kierunkach od centrum Drogi Mlecznej. Natura Bąbli Fermiego wciąż nie została wyjaśniona. A odkryte właśnie bąble emitujące promieniowanie radiowe nie są tym samym, co Bąble Fermiego. To zupełnie nowa, nieznana dotychczas struktura i jedna z największych istniejących w centrum Drogi Mlecznej. Centrum naszej galaktyki jest dość spokojne w porównaniu z innymi galaktykami. Mimo to, nasza centralna czarna dziura może być czasami niezwykle aktywna, rozbłyskając, gdy wchłonie większe ilości pyłu i gazu. Możliwe, że podczas jednego z takich zdarzeń doszło do potężnego rozbłysku, który utworzył te bąble, mówi astrofizyk Ian Heywood z Uniwersytetu w Oksfordzie. Na pierwsze ślady nowo odkrytych struktur trafił w latach 80. ubiegłego wieku astronom Farhad Yusef-Zadeh z Northwestern University, który wraz z kolegami zauważył w centrum galaktyki długie, wąskie dobrze zorganizowane i wysoce namagnetyzowane pasma gazu, rozciągające się na dziesiątki lat świetlnych, których szerokość wynosiła zaledwie rok świetlny. Gaz ten emitował promieniowanie synchrotronowe. Podobnych struktur nigdzie indziej nie zaobserwowano. W międzyczasie powstał należący do National Radio Astronomy Observatory południowoafrykański teleskop MeerKAT, złożony z 64 anten. Gdy naukowcy nakierowali go na centrum Drogi Mlecznej zauważyli wspomniane bąble emitujące promieniowanie radiowe. Bąble odkryte przez MeerKAT rzucają nowe światło na pochodzenie pasm gazu, mówi Yusef-Zadeh. Niemal wszystkie z ponad 100 takich pasm znajdują się wewnątrz bąbli radiowych. Cała nowo odkryta struktura przypomina klepsydrę, ma wyraźnie zaznaczone ostre krawędzie, jest niezwykle symetryczna. To ta symetria oraz całkowita długość struktury wynosząca 1400 lat świetlnych zdradzają kilka szczegółów na temat struktury. Kształt i symetria wskazują, że wydarzenie, które utworzyło tę strukturę miało miejsce przed kilkoma milionami lat w bezpośrednim pobliżu czarnej dziury. Prawdopodobnie doszło do erupcji wywołanej olbrzymią ilością gazu, który wpadł do czarnej dziury lub też masowym formowaniem się gwiazd, co wywołało falę uderzeniową, która przeszła przez centrum galaktyki. Wskutek tego wydarzenia w gorącym zjonizowanym gazie w pobliżu centrum galaktyki doszło do wygenerowania fal radiowych, które możemy obecnie rejestrować, wyjaśnia William Cotton z National Radio Astronomy Observatory. Mimo, że bąble radiowe są mniejsze i mają mniej energii niż Bąble Fermiego, nie można wykluczyć, że obie struktury powstały w wyniku podobnych, może nawet połączonych ze sobą, wydarzeń. « powrót do artykułu
  3. Gwiazdy neutronowe to najbardziej gęste – nie licząc czarnych dziur – obiekty we wszechświecie. Centymetr sześcienny ich materii waży miliony ton. Naukowcy wciąż je badają próbując znaleźć odpowiedzi na wiele pytań. Chcieliby np. dowiedzieć się, jak wyglądają neutrony ściśnięte tak potężnymi siłami czy gdzie leży granica pojawienia się czarnej dziury. Naukowcy używający Green Bank Telescope donieśli właśnie o odkryciu najbardziej masywnej gwiazdy neutronowej. Pulsar J0740+6620 ma masę 2,17 większą od masy Słońca, a całość jest upakowana w kuli o średnicy zaledwie 30 kilometrów. To bardzo ważne odkrycie, gdyż z danych dostarczonych przez detektor LIGO, który zarejestrował fale grawitacyjne pochodzące ze zderzenia dwóch gwiazd neutronowych wynika, iż 2,17 masy Słońca to bardzo blisko granicy powstania czarnej dziury. Gwiazdy neutronowe są tajemnicze i fascynujące. Te obiekty wielkości miasta przypominają ogromne jądro atomowe. Są tak masywne, że mają dziwaczne właściwości. Gdy dowiemy się, jaka może być ich maksymalna masa, poznamy wiele niedostępnych obecnie faktów z astrofizyki, mówi doktorant Thankful Cromartie. Pulsar J0740+6620 tworzy układ podwójny z białym karłem. To właśnie dzięki temu udało się precyzyjnie określić jego masę. Pulsary emitują bowiem z obu biegunów fale radiowe. Emisja ma miejsce w bardzo regularnych odstępach. Jako, że wspomniany pulsar ma towarzysza, to gdy z ziemskiego punktu widzenia znajduje się za nim, obecność białego karła zagina przestrzeń, co powoduje pojawienie się zjawiska znanego jako opóźnienie Shapiro. Z powodu obecności obiektu zniekształcającego przestrzeń, sygnał radiowy musi przebyć nieco dłuższą drogę, by dotrzeć do Ziemi. W omawianym przypadku opóźnienie wynosi około 10 milisekund. To wystarczy, by na tej podstawie wyliczyć masę białego karła. Gdy już ją znamy, z łatwością da się wyliczyć masę towarzyszącego mu pulsara. Położenie tego układu podwójnego względem Ziemi stworzyło nam wyjątkową okazję. Istnieje granica, poza którą gęstość we wnętrzu gwiazd neutronowych jest tak wielka, iż grawitacja przezwycięża materię i gwiazda dalej się zapada. Każda kolejna „rekordowo masywna” gwiazda neutronowa, którą odkrywamy, przybliża nas do odkrycia tej granicy i pozwala lepiej zrozumieć zjawiska fizyczne zachodzące przy tak olbrzymich gęstościach, mówi astronom Scott Ransom. Badania były prowadzone w ramach programu NANOGrav Physics Frontiers Center. « powrót do artykułu
  4. Przed 900 milionami lat doszło do zderzenia dwóch obiektów. Jednym z nich była czarna dziura, drugim zaś – niemal na pewno – gwiazda neutronowa. Przed tygodniem fale grawitacyjne wywołane tym wydarzeniem dotarły do Ziemi i zostały zarejestrowane przez amerykański wykrywacz LIGO oraz włoski Virgo. Jesteśmy przekonani, że właśnie wykryliśmy ślad czarnej dziury pożerającej gwiazdę neutronową, mówi Susan Scott, fizyk teoretyk z Australijskiego Universytetu Narodowego w Canberrze i główna badaczka w ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery. Jeśli odkrycie się potwierdzi, to będziemy mieli sygnały wszystkich trzech kataklizmów kosmicznych, na których zarejestrowanie liczyli twórcy LIGO: zderzenie dwóch czarnych dziur, zderzenie dwóch gwiazd neutronowych oraz wchłonięcie gwiazdy neutronowej przez czarną dziurę. Już w kwietniu naukowcy sądzili, że zarejestrowali zderzenie czarnej dziury z gwiazdą neutronową. Odkrycia jednak nie ogłoszono, gdyż istniało zbyt duże prawdopodobieństwo, że zarejestrowany sygnał to zakłócenie pochodzenia ziemskiego. Teraz naukowcy są pewni, że sygnał pochodzi spoza Ziemi. Jego właściwości są wysoce zgodne z sygnałem łączenia się układu podwójnego, a ze wstępnej oceny mas obu obiektów wynika, że mamy do czynienia z czarną dziurą i gwiazdą neutronową, stwierdza Scott. Kompaktowe układy podwójne składają się najczęściej z par gwiazd neutronowych lub czarnych dziur. Twórcy LIGO przewidywali, że będą one źródłami najsilniejszych sygnałów wykrywanych przez detektor. Gdy np. dwie czarne dziury krążą wokół siebie i są znacznie oddalone, dochodzi do emisji słabych fal grawitacyjnych. Fale te zabierają energię z systemu, przez co krążące czarne dziury wchodzą na ciaśniejszą orbitę. Krążą coraz szybciej, a emitowane fale grawitacyjne mają coraz większą energię. W końcu, gdy zbliżą się na odpowiednią odległość, dochodzi do połączenia i utworzenia jednej czarnej dziury. To właśnie wtedy powstają najsilniejsze fale grawitacyjne. Krótko po połączeniu istnieje czarna dziura o mocno zaburzonym kształcie, co przejawia się emisją charakterystycznych fal grawitacyjnych. Obserwując napływające do nas fale grawitacyjne jesteśmy w stanie określić fazy łączenia się obiektów czy ich charakterystyki. Obecnie badacze na całym świecie sprawdzają obliczenia, by potwierdzić identyfikację obu obiektów. Naukowcy uważają, że większy z nich to czarna dziura, a mniejszy to gwiazda neutronowa. Istnieje jednak minimalne prawdopodobieństwo, że może to być bardzo lekka czarna dziura. Jeśli tak, byłaby to najlżejsza z dotychczas zaobserwowanych. Musimy bliżej przyjrzeć się sygnałom, by sprawdzić, czy możemy potwierdzić, że odpowiadają one zachowaniu się gwiazdy neutronowej opadającej na czarną dziurę, dodaje Scott. Jeśli się okaże, że LIGO zarejestrowało wszystkie trzy sygnały, których znalezienie było przyczyną wybudowania urządzenia, będzie to dopiero koniec początkowej fazy badań, mówi uczona. « powrót do artykułu
  5. Czarna dziura, która znajduje się w centrum naszej galaktyki, w ciągu zaledwie dwóch godzin zwiększyła swoją jasność 75-krotnie. Naukowcy sądzą, że Sagittarius A* była jeszcze jaśniejsza, nim zaczęli się jej przyglądać. Jeszcze nigdy w historii 20-letnich obserwacji nie zanotowano tak dużej jasności tej czarnej dziury. To jednocześnie największa zaobserwowana zmiana. Obserwacji dokonał Tuan Do z Keck Observatory. Początkowo sądził, że wyjątkowo jasny punkt, który pojawił się na odczytach to pobliska gwiazda S0-2, jednak szybko zdał sobie sprawę, że to co obserwuje, to rosnąca jasność czarnej dziury. To było dziwne. Nigdy wcześniej nie widziałem tak jasnej czarnej dziury. Może wpada w nią więcej gazu, przez co staje się bardziej jasna niż kiedyś?, zastanawia się uczony. W ubiegłym roku gwiazda S0-2 wędrowała w pobliżu Sagittariusa A*, co mogło zaburzyć gaz znajdujący się w okolicy i spowodowało, że więcej go trafia do dziury, a być może zwiększanie jasności jest związane z tajemniczą chmurą gazu i pyłu zwaną G2, którą zaobserwowano w 2014 roku. Już wówczas spodziewano się zwiększenia aktywności i fajerwerków, ale nic takiego nie nastąpiło. Astronomowie byli wówczas rozczarowani. Być może, jak mówi Do, coś opóźniło tę chmurę. Sagittarius A* ma wkrótce zostać zobrazowana przez Event Horizon Telescope. W kwietniu wykonał on pierwsze w historii ludzkości zdjęcie czarnej dziury. Była to M87. Gdy w końcu zobaczymy dokładniejszy obraz centralnej dziury Drogi Mlecznej będziemy mogli o niej więcej powiedzieć. Oczywiście obserwowane światło, które zwiększyło jasność, nie pochodzi z samej czarnej dziury, a z towarzyszącego jej dysku akrecyjnego. To dysk materii krążącej wokół czarnej dziury, który jest podgrzewany wskutek jej oddziaływania i zaczyna emitować promieniowanie elektromagnetyczne. To właśnie nagłe zwiększenie jego jasności zaobserwował Do. « powrót do artykułu
  6. Teleskop Hubble'a zauważył cienki dysk materiału krążącego wokół czarnej dziury NGC 3147, która jest położona w odległości 130 milionów lat świetlnych od Ziemi. Problem w tym, że zgodnie z współczesnymi teoriami dysk taki nie ma prawa istnieć. Jego obecność tak blisko czarnej dziury to okazja do przetestowania teorii względności Einsteina. Teorie te opisują grawitację jako zagięcie przestrzeni oraz relacje pomiędzy czasem a przestrzenią. Nigdy z taką dokładnością i to w świetle widzialnym nie obserwowaliśmy skutków opisywanych w ogólnej i szczególnej teorii względności, mówi Marco Chiaberge z Europejskiej Agencji Kosmicznej. Mamy niezwykłą okazję, by obserwować dysk materii znajdujący się bardzo blisko czarnej dziury. Tak blisko, że prędkości i intensywność grawitacji wpływają na wygląd fotonów. Bez odwołania się do teorii względności nie jesteśmy w stanie zrozumieć tego, co widzimy, dodaje główny autor badań, Stefano Bianchi z Universita degli Studi Roma Tre w Rzymie. Czarne dziury w pewnych typach galaktyk, takich jak NGC 3147 są „niedożywione”, gdyż brak jest wokół nich wystarczająco dużo materii, która byłaby przez nie regularnie wchłaniana. Materia wokół takich czarnych dziur jest „napompowana”, przypomina kształtem oponę, a nie płaski dysk wokół potężnych „dobrze odżywionych” czarnych dziur. Tymczasem materia wokół NGC 3147 ma kształt płaskiego dysku. Myśleliśmy, że ta czarna dziura będzie świetną kandydatką do potwierdzenia, że poniżej pewnej jasności dysk akrecyjny wokół obiektu przestaje istnieć. Jednak zaobserwowaliśmy coś, czego się nie spodziewaliśmy. Zauważyliśmy tam poruszający się gaz, którego właściwości można wyjaśnić tylko wtedy, gdy przyjmiemy, że mamy tam do czynienia z cienkim dyskiem materiału znajdującego się bardzo blisko czarnej dziury, mówi Ari Laor z Izraelskiego Instytutu Technologicznego Technion. Obecne modele mówią, że dysk akrecyjny formuje się, gdy wielkie ilości gazu zostaną przechwycone przez pole grawitacyjne czarnej dziury. Przechwycona materia emituje bardzo dużo światła i powstaje kwazar. Gdy do dyskuk napływa coraz mniej materiału, zaczyna się on rozpadać, staje się mniej jasny i zmienia strukturę. To, co zaobserwowaliśmy to pomniejszony kwazar. Nie sądziliśmy, że coś takiego istnieje. To taki sam dysk, jaki widzimy wokół obiektów o 1000 czy 100 000 razy jaśniejszych. Okazuje się zatem, że współczesne modele dynamiki gazów w słabo świecących aktywnych galaktykach są niewłaściwe, dodaje Bianchi. Niezwykle cenną dla nauki cechą niespodziewanego odkrycia jest fakt, że pole grawitacyjne czarnej dziury oddziałuje na dysk tak silnie, iż modyfikuje właściwości jego światła, do daje unikatową okazję do przetestowania teorii względności. Czarna dziura NGC 3147 ma masę około 250 milionów mas Słońca. Materiał krąży wokół niej z prędkością ponad 10% prędkości światła. Przy tych prędkościach wydaje się, że emitowane przezeń światło jest coraz jaśniejsze od strony, z której gaz zbliża się do Ziemi, a przygasa, gdy gaz się oddala. Obserwacje wykazały także, że gaz jest tak mocno powiązany z grawitacją czarnej dziury, iż światło ma problem by się zeń wydobyć, przez co wydaje się, że jest emitowane w czerwonym zakresie spektrum. « powrót do artykułu
  7. Po roku przerwy, w czasie którego był rozbudowywany, wykrywacz fal grawitacyjnych LIGO ponownie rozpoczyna pracę. Dzisiaj, 1 kwietnia, uruchomione zostaną detektory w stanach Waszyngton i Luizjana. Tym razem w pracy będzie je wspierał włoski detektor Virgo, a za kilka miesięcy do współpracy może dołączyć japoński KAGRA. Naukowcy mają nadzieję, że udoskonalony LIGO ściśle współpracujący z innymi wykrywaczami zarejestruje więcej fal grawitacyjnych i będzie w stanie bardziej precyzyjnie wyśledzić ich pochodzenie. Większość prac ulepszających polegało na zwiększeniu mocy wykorzystywanego lasera. To zwiększyło czułość, mówi profesor Jolien Creighton z University of Wisconsin Milwaukee. Fale grawitacyjne ściskają i rozciągają przestrzeń o 1 część na 10^21, co oznacza, że cała Ziemia jest ściskana lub rozciągana o 1/100000 nanometra, czyli mniej więcej o grubość jądra atomu. W ramach eksperymentu LIGO zbudowano dwa interferometry ułożone w kształt litery L o długości 4 kilometrów każdy. Na końcach tuneli umieszczono lustra odbijające światło. W stronę luster wystrzeliwany jest promień lasera, który odbija się i powraca do detektorów. Jeśli promienie przebyły drogę o różnej długości, pomiędzy promieniami dojdzie do interferencji. Badając interferencję naukowcy są w stanie zmierzyć relatywną długość obu ramion z dokładnością do 1/10 000 szerokości protonu. To wystarczająca dokładność, by wykryć ewentualne zmiany długości obu ramion interferometrów spowodowane obecnością fal grawitacyjnych. W skład LIGO wchodzą dwa laboratoria - w stanach Luizjana i Waszyngton. W ramach rozbudowy przybliżono się też do fizycznych granic czułości LIGO, które są wyznaczane przez zasadę nieoznaczoności. Czułość wykrywacza zwiększono „kwantowo ściskając” światło lasera. Dzięki temu długość tuneli można mierzyć z jeszcze większą dokładnością. Dodanie do detektorów z Waszyngtonu i Luizjany urządzeń z Włoch i Japonii pozwoli na bardziej precyzyjną triangulację danych i lepsze określenie źródła pochodzenia sygnału. Profesor Creighton mówi, że LIGO będzie przyglądał się takim samym źródłom sygnału, co wcześniej: zderzeniom czarnych dziur, gwiazd neutronowych lub kombinacji obu. Uczony jest pewien, że teraz wykrywanych będzie więcej zderzeń czarnych dziur. Mamy też nadzieję, że zobaczymy kolizję układu podwójnego gwiazd neutronowych oraz czarnej dziury, stwierdza. Jednak, jako że dotychczas takiego zjawiska nie zaobserwowano, trudno jest mówić, jak często ono występuje. Jednak po udoskonaleniu LIGO zajrzy jeszcze głębiej w przestrzeń kosmiczną, więc powinniśmy zaobserwować nawet rzadkie wydarzenia, mówi Creighton. LIGO może też obserwować wybuchy supernowych oraz szybko obracające się samotne gwiazdy neutronowe. Jeśli taki obrót nie jest perfekcyjnie symetryczny, to powinny powstawać fale grawitacyjne, wyjaśnia Creighton. Taki sygnał będzie słaby, ale stały, więc im dłużej LIGO będzie pracował, tym większa szansa na jego zarejestrowanie. Specjaliści spodziewają się również, że fale grawitacyjne mogą nieść ze sobą niezwykle subtelne echa Wielkiego Wybuchu i mają nadzieję, że uda się je wykryć. Zawsze jest nadzieja, że zobaczymy coś niespodziewanego. I są rzeczy, których nie potrafimy do końca przewidzieć, dodaje Creighton. LIGO będzie pracował przez rok. Później ponownie zostanie wyłączony i znacząco udoskonalony w ramach projektu ALIGO+. « powrót do artykułu
  8. Amerykańskie i brytyjskie instytucje ogłosiły, że wykrywacz fal grawitacyjnych LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), zostanie znacząco udoskonalony. Amerykańska Narodowa Fundacja Nauki przeznaczy na projekt Advanced LIGO Plus (ALIGO+) 20,4 miliona USD, a UK Research dołoży kolejnych 13,7 miliona dolarów. Niewielki wkład finansowy będzie miała też Australia. Rozbudowa będzie dotyczyła obu miejsc, w których znajduje się LIGO, w stanach Waszyngton i Luizjana. W jej ramach urządzenie wzbogaci się m.in. w 300-metrowej długości komorę próżniową, która pozwoli manipulować właściwościami laserów wykorzystywanych w wykrywaczu oraz zmniejszyć poziom zakłóceń z tła. LIGO składa się z dwóch interferometrów w kształcie litery L. Jeden z nich znajduje się w Hanford w stanie Waszyngton, drugi zaś w Livingston z Luizjanie. Oba interferometry mają po 4 kilometry długości. LIGO pracowało w latach 2002–2010, następnie zostało zamknięte na czas rozbudowy i ponownie ruszyło w roku 2015. Wkrótce po tym dokonało odkrycia fal grawitacyjnych. Od tamtego czasu obserwatorium przechodziło mniejsze rozbudowy, dzięki którym jego czułość zwiększono o około 50%. Dotychczas LIGO zaobserwowało 10 połączeń czarnych dziur i jedno połączenie gwiazd neutronowych. Wynikiem tych zdarzeń było pojawienie się fal grawitacyjnych. ALIGO+ będzie jednak znacznie doskonalszym instrumentem niż dotychczas. Po rozbudowie LIGO będzie w stanie wykrywać połączenia gwiazd neutronowych z odległości 325 megaparseków, czyli około miliarda lat świetlnych od Ziemi. To znaczna różnica, gdyż zanim rozpocznie się ALIGO+ urządzenie nadal będzie udoskonalane, a bezpośrednio przed ALIGO+ osiągnie czułość pozwalającą na wykrywanie połączeń gwiazd neutronowych z odległości 173 megaparseków. Obecnie LIGO może wykrywać połączenia czarnych dziur z odległości miliardów parseków. Do roku 2022 urządzenie powinno rejestrować jedno takie wydarzenie dziennie. Po ALIGO+ będzie rejestrowało je co kilka godzin. Rozbudowa zwiększy nie tylko częstotliwość, ale i jakość obserwacji. Na przykład dzięki redukcji poziomu szumów naukowcy będą w stanie określić, jak czarna dziury obracały się przed połączeniem. Obecnie takich obserwacji nie jesteśmy w stanie wykonywać. Zasada działania LIGO jest dość prosta. Na obu końcach tuneli w kształcie litery L znajdują się lustra. W punkcie centralnym tuneli mamy laser, który wysyła wiązki w kierunku luster. Wiązki odbijają się, wracają do punktu centralnego, gdzie nakładają się na siebie niwelując wzajemnie swoje oscylacje. Jeśli jednak pojawi się fala grawitacyjna, która zaburza czasoprzestrzeń, zmienia się długość tuneli, dochodzi do zmiany częstotliwości wiązek i interferencji pomiędzy nimi. Tę właśnie interferencję można wykryć. W praktyce jednak lustra w interferometrze nie są całkowicie wolne od wpływów zewnętrznych. Co więcej, także lasery wytwarzają zakłócenia. Stopniowe udoskonalenia LIGO służą m.in. ich eliminacji. Komora próżniowa, która zostanie dodana w ramach ALIGO+ pozwoli na zredukowanie ciśnienia wywieranego na lustra oraz zmniejszenie fluktuacji fotonów. Ponadto lustra zyskają nową powłokę, która powinna czterokrotnie zmniejszyć szum termiczny. Pierwsze prace prowadzone w ramach ALIGO+ powinny ruszyć około 2023 roku. « powrót do artykułu
  9. Krowa, niezwykle jasne światło na niebie, wciąż dzieli naukowców, którzy nie wiedzą, jaka jest natura tajemniczego zjawiska. Obiekt AT2018cow, nazwany nieoficjalnie Krową (Cow) został po raz pierwszy zaobserwowany 16 czerwca 2018 roku. Pojawił się nagle i znikąd w niewielkiej galaktyce odległej o około 200 milionów lat świetlnych. Krowa jest bardzo jasna, a jej gwałtowne pojawienie się świadczy o tym, że nie jest to supernowa, gdyż te wolniej zyskują na jasności. Początkowo sądzono, że Krowa znajduje się znacznie bliżej, niewykluczone, że w Drodze Mlecznej. Pojawiły się przypuszczenia, że mamy do czynienia z białym karłem, który pochłania materiał pobliskiej gwiazdy i okresowo rozbłyska. Takie wydarzenia są częste w naszej galaktyce. Jednak analiza spektrum światła Krowy wykazała, że znajduje się ona znacznie dalej, w innej galaktyce, i to w odległości, z której rozbłyskujący biały karzeł nie byłby widoczny. Już pierwsze obserwacje pokazały, jak bardzo niezwykły jest to obiekt. Brak mu cech charakterystycznych supernowej. Ponadto zyskiwał na jasności i pozostał bardzo jasnym przez niemal 3 tygodnie. Supernowe zwykle się tak nie zachowują, mówi Daniel Perley, astronom z Liverpool John Moores University. Gdy tylko odkryto, w jakiej odległości leży Krowa, Liliana Rivera Sandoval z Texas Tech University postarała się o dostęp do należącego do NASA Neil Gehrels Swift Observatory, by zobaczyć, jak obiekt wygląda w ultrafiolecie i promieniach rentgenowskich. Okazało się, że emisja w obu zakresach jest bardzo jasna. Ponadto, chociaż jasność promieniowania rentgenowskiego początkowo się zmieniała, to jego spektrum nie ulegało zmianie, nie ewoluowało, co jest czymś niezwykłym, stwierdziła Sandoval. Po 3 tygodniach zakres zmian promieniowania X zwiększył się i spadła też jego jasność. Naukowcy zgadzają się, że długotrwałość tego wydarzenia wskazuje, że po początkowym rozbłysku coś je napędzało. Nie wiadomo jednak co. Niektórzy uważają, że mogła być to niezwykła supernowa, której jądro zapadło się już po eksplozji. Zdaniem innych, byliśmy świadkami rozerwania gwiazdy przez czarną dziurę Jednak takie wydarzenie zwykle wymaga obecności supermasywnej czarnej dziury, takiej, jakie znajdują się w centrach galaktyk, tymczasem Krowa pojawiła się w ramieniu galaktyki spiralnej. Część uczonych stwierdziła więc, że znajduje się tam średnio masywna czarna dziura. Jednak brak jednoznacznych dowodów na istnienie takich dziur. Każda z hipotez ma swoje słabe strony, przyznaje Sandoval. Jakby jeszcze tych tajemnic było mało, warto wspomnieć o obserwacjach przeprowadzonych przez Annę Ho z California Institute of Technology. Pani Ho użyła Submilimeter Array na Mauna Kea. Obiektów eksplodujących zwykle nie obserwuje się w zakresie fal milimetrowych, gdyż fale zanikają krótko po eksplozji i zwykle nie udaj się ich uchwycić. Tym razem było inaczej. Po kilkunastu dniach Krowa nadal jasno świeciła w tym zakresie. Po raz pierwszy udało mi się zaobserwować takie fale z takiego źródła, mówi Ho. Podobnie do innych zakresów, Krowa długo świeciła w spektrum milimetrowym, a później emisja zaczęła zanikać. Ho uważa, że emisja pochodziła z fali uderzeniowej wywołanej przez obiekt eksplodujący w otoczeniu pyłu i gazu. Nagły spadek emisji był spowodowany wyjściem fali poza granicę gazu i pyłu. Naukowcy nie potrafią więc jednoznaczne wyjaśńić, czym była Krowa. Mają więc nadzieję, że trafią na więcej takich zdarzeń, dzięki czemu uda się je zbadać. « powrót do artykułu
  10. Nigdy bym się nie spodziewał, że w jakikolwiek sposób przyczynimy się do badania ciemnej materii. To niesamowite, stwierdził Alan Cummings, który od 1973 roku pracuje przy misji Voyager 1. Dane z Voyagera 1 wykluczyły właśnie jedną z hipotez dotyczących natury ciemnej materii. Hipoteza ta mówi, że ciemna materia może składać się z czarnych dziur. Czarne dziury powstają wskutek zapadnięcia się gwiazd. Jednak, jako że masa ciemnej materii jest 6-krotnie większa od materii widocznej, w dziejach wszechświata nie mogło być aż tyle gwiazd, które by utworzyły czarne dziury tworzące ciemną materię. Dlatego też, jak mówi wspomniana hipoteza, ciemna materia składa się z czarnych dziur, które powstały wskutek zapadania się fluktuacji w pierwotnej materii powstałej wskutek Wielkiego Wybuchu, jeszcze zanim pojawiły się pierwsze gwiazdy. Jak mówi kosmolog Bernard Carr z Queen Mary University of London, który pracuje nad tą hipotezą od 40 lat, obliczenia doprowadziły do wniosku, że takie pierwotne czarne dziury mogą mieć jedną z trzech mas. Albo ich masa wynosi od 1 do 10 mas Słońca, albo jedną miliardową mas Słońca, albo mniej niż jedną biliardową mas Słońca, czyli około 10 miliardów ton. Czarna dziura o najmniejszej ze wspomnianych mas miałaby średnicę jądra atomu. Jednak, jak zauważają autorzy najnowszych badań, Mathieu Boudaud i Marco Cirelli z Sorbony, najmniejsze z tych dziur emitowałyby promieniowanie (promieniowanie Hawkinga), które Voyager 1 powinien zarejestrować. Urządzenia na Ziemi go nie rejestrują, gdyż składa się ono z cząstek o niskiej energii, które są odbijane przez pole magnetyczne Słońca. Jednak tam, gdzie obecnie znajduje się Voyager 1 powinno być ono widoczne dla instrumentów sondy. Faktem jest, że od roku 2012, kiedy to Voyager 1 opuścił heliosferę, jego urządzenia rejestrują niewielki stały przepływ pozytonów i elektronów. Jeśli jednak nawet pochodzą one z niewielkich czarnych dziur, to dziur takich jest zbyt mało, by stanowiły więcej niż 1% ciemnej materii w Drodze mlecznej, wyliczyli Boudaud i Cirelli. Cummings stwierdza, że spektrum energetyczne tych cząstek wskazuje, że pochodzą one z innego źródła, jak np. wybuchów supernowych. Praca Boudauda i Cirellego wyklucza więc ze wspomnianej hipotezy czarne dziury o najmniejszej masie, przyznaje Carr. Uczony dodaje, że jego faworytami zawsze były czarne dziury o kilku masach Słońca. Voyager 1 nie jest w stanie ich zarejestrować. Są one bowiem na tyle zimne i masywne, że z ich istnieniem nie jest związana emisja elektronów i pozytonów. Mogą one emitować jedynie niezwykle słabe światło. « powrót do artykułu
  11. Naukowcy z dwóch japońskich instytucji – RIKEN i JAXA – jako pierwsi zmierzyli natężenie pól magnetycznych w pobliżu dwóch supermasywnych czarnych dziur. Ku swojemu zdziwieniu stwierdzili, że siła pól magnetycznych jest niewystarczająca, by zasilać koronę czarnych dziur, czyli otaczające je chmury niezwykle gorącej plazmy. Od dawna wiadomo, że supermasywne czarne dziury są otoczone chmurami plazmy, której temperatura może sięgać miliarda stopni Celsjusza. Specjaliści od dawna też podejrzewają, że plazma ta jest podgrzewana przez pole magnetyczne wokół czanej dziury. Jednak dotychczas nigdy tych pól nie zmierzono, więc pozostawała niepewność. Japońscy uczeni przyjrzeli się dwóm aktywnym czarnym dziurom. IC 4329A, która znajduje się w odległości 200 milionów lat świetlnych oraz NGC 958 oddalonej od nas o 580 milionów lat świetlnych. Pomiary wykonali za pomocą teleskopu ALMA, a następnie  potwierdzili je za pomocą VLA z USA i ATCA z Australii. Z pomiarów wynika, że korony obu czarnych dziur mają średnice 40 promieni Schwarzschilda. W przypadku czarnych dziur jest to powierzchnia ograniczona horyzontem zdarzeń. Natężenie pola magnetycznego wyliczono na 10 gausów. Mimo, że potwierdziliśmy istnienie promieniowania synchrotronowego z obu obiektów, okazuje się jednak, że zmierzone pole magnetyczne jest zbyt słabe, by podgrzać korony wokół czarnych dziur, mówi główny autor badań Yoshiyuki Inoue. Jako, że te same wnioski wyciągnięto z badania obu czarnych dziur, można przypuszczać, iż jest to zjawisko uniwersalne. « powrót do artykułu
  12. Wielu astronomów zapamięta rok 2018 jako Rok Krowy, od nazwy spektakularnej eksplozji, którą specjaliści na całym świecie badają od czerwca. Teraz dwa zespoły badaczy sugerują, że mamy tutaj do czynienia z zapadnięciem się gwiazdy i niezwykłą okazją do obserwacji tego zjawiska na bieżąco. W przeciwieństwie do powoli rozwijającej się typowej supernowej Krowa rozbłysła w przeciągu kilkunastu godzin. Pojawiła się znikąd, mówi jej odkrywca Stephen Smartt z Queen's University Belfast. Dla ekspertów badających eksplozje gwiazd Krowa to wymarzone wydarzenie. Dwa niezależne zespoły doszły do tego samego wniosku. Obserwowane światło musi pochodzić albo z nowo powstałej czarnej dziury pochłaniającej materię, albo z gwiazdy neutronowej. Obie struktury powstają, gdy masywne gwiazdy kończą swój żywot. Pojawienie się AT2018cow to bezprecedensowa okazja do zbadania takiego zjawiska. Dzięki temu możemy zrozumieć najbardziej ekstremalne zjawiska zachodzące podczas eksplozji masywnych gwiazd, stwierdza Mansi Kasliwal z California Institute of Technology. Niemal wszystko, co możemy obserwować, to zjawiska, których nigdy wcześniej nie widzieliśmy, dodaje Iar Arcavi, astrofizyk z Instytutu Kalifornijskiego w Santa Barbara. Historia odkrycia Krowy rozpoczęła się 16 czerwca, gdy jeden z kolegów zwrócił Smarttowi uwagę na gwiazdę, której wcześniej nie było. Smartt początkowo uznał to za nic nieznaczący rozbłysk gwiazdy w Drodze Mlecznej. Jednak szybko zdał sobie sprawę, że zjawisko to znajduje się prawdopodobnie znacznie dalej, a konkretnie w galaktyce CGCG 137-068 oddalonej od Ziemi o około 200 milionów lat świetlnych. To była 11 w nocy w niedzielę gdy pomyślałem, że powinienem wszystkich o tym powiadomić, mówi Smartt. Wysłał więc informację za pomocą Astronomer's Telegram, usługi służącej do raportowania i komentowania przejściowych zjawisk astronomicznych. Bardzo szybko inni astronomowie potwierdzili, że świecący obiekt znajduje się w znaczniej odległości i jest na tyle jasny, iż mogą go obserwować nawet amatorzy. Oczywistym się też stało, że nie mamy do czynienia ze zwykłą supernową. Obiekt osiągnął szczyt jasności w ciągu kilku dni, nie tygodni. W tym momencie wszyscy odłożyli to, co dotychczas robili i zaczęli obserwować Krowę, mówi Daniel Perley z Liverpool John Moores University. Zespół Perleya wykorzystał do obserwacji teleskop na Wyspach Kanaryjskich oraz wiele innych teleskopów. Obserwowali Krowę przez 6 tygodni. Na podstawie zebranych danych stwierdzili, że mamy do czynienia z gwiazdą rozrywaną przez czarną dziurę. W tym samym czasie zjawisko obserwowała Anna Ho z Caltechu. Badania prowadziła w spektrum radiowym. Zauważyła emisję w krótkich zakresach fal, która trwała całymi tygodniami. To zaś wskazywało, że istnieje mechanizm, który tę emisję napędza – czarna dziura lub obracająca się gwiazda neutronowa. Wykazaliśmy, że nie mamy tu do czynienia z żadnym standardowym zjawiskiem, mówi Ho. Jeszcze więcej szczęścia miała Raffaella Margutti z Northwestern University, autorka jednego z dwóch wspomnianych na wstępie artykułów. Już wcześniej zarezerwowała ona sobie czas obserwacyjny na teleskopie rentgenowskim NuSTAR. Teraz mogła wykorzystać jego możliwości. Za pomocą NuSTAR i innych urządzeń wraz z zespołem potwierdziła, że mamy do czynienia z niezwykłym zjawiskiem. Wskazywała na to przede wszystkim emisja w zakresie promieniowania rentgenowskiego, która wskazywała, że cząstki są ogrzewane od wewnątrz rozbłysku. To również wskazywało, że silnikiem napędowym Krowy jest czarna dziura lub gwiazda neutronowa. Obserwowaliśmy tworzenie się kompaktowego obiektu w czasie rzeczywistym, mówi uczona. Zwykle takich zjawisk się nie obserwuje, gdyż całość jest początkowo zakryta chmurą materiału pochodzącego z eksplozji. Zaletą Krowy jest fakt, że jej główny mechanizm napędowy był niemal całkowicie odsłonięty, cieszy się Margutti. « powrót do artykułu
  13. Po 10 latach badań naukowcy potwierdzili istnienie 2-letniego cyklu promieniowania gamma w blazarze. Blazary, czyli galaktyki z supermasywnymi czarnymi dziurami, to najbardziej energetyczne i najjaśniejsze obiekty we wszechświecie. Po raz pierwszy w aktywnej galaktyce potwierdziliśmy regularne okresowe emisje promieniowania gamma, mówi Stefano Ciprini z INFN Tor Vergata w Rzymie. Fakt, że emisja rośnie i zanika w przewidywalnych interwałach jest znakiem, że w centrum badanej galaktyki może znajdować się więcej niż jedna supermasywna czarna dziura. Naukowcy sądzą, że blazar PG 1553+113 może zawierać parę supermasywnych czarnych dziur. To wyjaśniałoby periodyczność. W takiej koncepcji jedna z tych dziur emituje promieniowanie gamma i inny materiał, a druga dziura, okrążając ją, regularnie zakłóca tę emisję. Po raz pierwszy na wyjaśnienie niezwykłego cyklu naukowcy wpadli w 2015 roku. Zaczęli wówczas podejrzewać, że mamy do czynienia z blazarem, u którego cykl emisji może być liczony w latach. Po kolejnych latach badań potwierdzono przypuszczenia. Takie wyniki uzyskaliśmy po 10 lat ciągłych badań za pomocą Fermi's Large Area Telescope, mówi Sara Cutini z Włoskiego Instytutu Fizyki Nuklearnej w Perugii. « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...