Znajdź zawartość

Wiele z odkrytych dotychczas czarnych dziur jest częścią układu podwójnego. Układy takie składają się z krążących wokół siebie czarnej dziury oraz innego obiektu – jak gwiazda, gwiazda neutronowa czy druga czarna dziura. Astronomowie z MIT-u i Caltechu poinformowali właśnie o zaskakującym odkryciu. Jedna z najlepiej przebadanych czarnych dziur, klasyfikowana jako część układu podwójnego, okazała się wchodzić w skład układu potrójnego. Dotychczas sądzono, że czarnej dziurze  V404 Cygni towarzyszy jedynie sąsiednia gwiazda. Obiega ona dziurę w ciągu 6,5 doby, to tak blisko, że V404 Cygni wciąga materiał z gwiazdy.Ku zdumieniu badaczy okazało się jednak, że wokół czarnej dziury krąży jeszcze jedna gwiazda. Ten drugi z towarzyszy znajduje się w znacznie większej odległości. Gwiazda obiega dziurę w ciągu 70 000 lat. Sam fakt, że czarna dziura wywiera wpływ grawitacyjny na tak odległy obiekt każe zadać pytania o jej pochodzenie. Czarne dziury tego typu powstają w wyniku eksplozji supernowej. Badacze zauważają jednak, że gdyby tak było w tym przypadku, to energia wyemitowana przez gwiazdę przed jej zapadnięciem się, eksplozją i utworzeniem czarnej dziury, wyrzuciłaby w przestrzeń kosmiczną każdy luźno powiązany z nią obiekt. Zatem tej drugiej gwiazdy, bardziej odległej od czarnej dziury, nie byłoby w jej otoczeniu. Dlatego też badacze uważają, że zaobserwowana przez nich czarna dziura powstała w wyniku bezpośredniego zapadnięcia się gwiazdy, w procesie, który nie doprowadził do pojawienia się supernowej. To znacznie bardziej łagodna droga tworzenia się czarnych dziur. Sądzimy, że większość czarnych dziur powstaje w wyniku gwałtownej eksplozji gwiazd, jednak to odkrycie poddaje tę drogę w wątpliwość. To bardzo interesujący układ z punktu badania ewolucji czarnych dziur. I każe zadać sobie pytanie, czy istnieje więcej układów potrójnych, mówi Kevin Burdge z MIT-u. Odkrycia dokonano przypadkiem. Naukowcy analizowali bazę Aladin Lite, repozytorium obserwacji astronomicznych wykonanych przez różne teleskopy naziemne i kosmiczne. Wykorzystali automatyczne narzędzie, by wyodrębnić z bazy obserwacje dotyczące tych samych fragmentów nieboskłonów. Szukali w nich śladów nieznanych czarnych dziur. Z ciekawości Burdge zaczął przyglądać się V404 Cygni. To czarna dziura znajdująca się w odległości 8000 lat od Ziemi i jedna z pierwszych potwierdzonych czarnych dziur. Od czasu potwierdzenia w 1992 roku V404 Cygni jest jedną z najlepiej przebadanych czarnych dziur, na jej temat powstało ponad 1300 prac naukowych. Burdge, oglądając jej zdjęcia, zauważył dwa źródła światła, zadziwiająco blisko siebie. Pierwsze ze źródeł zostało już wcześniej opisane jako niewielka gwiazda, której materiał jest wciągany przez V404 Cygni. Drugim ze źródeł nikt się dotychczas szczegółowo nie zainteresował. Burdge przystąpił do pracy. Dzięki danym z europejskiego satelity Gaia stwierdził, że to druga gwiazda, poruszająca się w tandemie z pierwszą. Prawdopodobieństwo, że to tylko przypadek, wynosi 1 do 10 milinów. Zatem ta druga gwiazda również jest powiązana grawitacyjnie z V404 Cygni. Jest jednak daleko od niej. Znajduje się w odległości 3500 jednostek astronomicznych, czyli 3500 razy dalej niż Ziemia od Słońca. Obserwacje tej gwiazdy zdradziły też wiek całego układu. Badacze stwierdzili, że gwiazda rozpoczyna proces zmiany w czerwonego olbrzyma, ma zatem około 4 miliardów lat. Jak się zatem okazuje, nawet – wydawałoby się – bardzo dobrze przebadane obiekty astronomiczne mogą skrywać niezwykłe tajemnice, których rozwikłanie znacząco zmienia i wzbogaca naszą wiedzę. « powrót do artykułu

Astronomowie odkryli nowy typ eksplozji gwiazd – mikronową. Do tego typu eksplozji dochodzi na powierzchni niektórych gwiazd, a w ich wyniku w ciągu kilku godzin wypaleniu ulega nawet 20 x 1015 ton materiału tworzącego gwiazdę. Odkryliśmy zjawisko, które nazwaliśmy mikronową. Jego istnienie rzuca wyzwanie naszemu rozumieniu, w jaki sposób w gwiazdach dochodzi do eksplozji termojądrowych. Dotychczas sądziliśmy, że wiemy, jak to się dzieje. Jednak to odkrycie pokazuje, że eksplozje takie mogą powstawać w zupełnie nowy sposób, mówi Simone Scaringi z Durham University, który stał na czele zespołu badawczego. Mikronowe to potężne wydarzenia w małej skali. Niosą ze sobą znacznie mniej energii niż znane nam od wieków nowe. Oba typy eksplozji łączy rodzaj gwiazd, mają one bowiem miejsce na białych karłach. To martwe gwiazdy o masie podobnej do masy Słońca, ale średnicy Ziemi. Gdy biały karzeł występuje w układzie podwójnym, może wysysać materię swojego towarzysza. Gdy ta materia opada na bardzo gorącą powierzchnię białego karła dochodzi do eksplozji, w wyniku której atomy wodoru łączą się, tworząc atom helu. W nowych eksplozja termonuklearna ma miejsce na całej powierzchni gwiazdy. Takie powodują, że biały karzeł pali się i jasno świeci przez wiele tygodni, wyjaśnia współautorka badań, Nathalie Degenaar z Uniwersytetu w Amsterdamie. Z kolei mikronowe to podobne eksplozje, do których dochodzi w mniejszej skali. Trwają one zaledwie kilka lub kilkanaście godzin. Zarejestrowano je na niektórych białych karłach o bardzo silnym polu magnetycznym, które kieruje opadający na gwiazdę materiał w stronę jej biegunów. Po raz pierwszy obserwowaliśmy zlokalizowaną fuzję wodoru. Wodorowe paliwo zostaje uwięzione w pobliżu biegunów niektórych białych karłów i tylko tam dochodzi do fuzji, dodaje Paul Groot z Radbound University. To zaś prowadzi do mikroeksplozji o sile 1/1 000 000 nowych, stąd też nazwa mikronowa, wyjaśnia uczony. Odkrycie mikronowych to wyzwanie dla obecnego rozumienia gwiezdnych eksplozji. To pokazuje, jak dynamicznym miejscem jest wszechświat. Takie zjawiska mogą często występować, ale jako że trwają krótko, trudno jest je uchwycić, dodaje Scaingi. Naukowcy dokonali odkrycia przypadkiem, przeglądając dane z Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Odkryliśmy w nich coś niezwykłego. Jasny rozbłysk w paśmie optyczny, który trwał kilka godzin. Podczas dalszych poszukiwań znaleźliśmy kilkanaście podobnych sygnałów, mówią naukowcy. W danych z TESS znaleziono trzy mikronowe, z czego dwie miały miejsce na białych karłach. Potwierdzenie, że i w przypadku trzeciej eksplozji mieliśmy do czynienia z białym karłem, wymagało wykorzystania instrumentu X-shooter z Very Large Telescope. Dzięki niemu zidentyfikowano zaś kolejne mikronowe. « powrót do artykułu

Ziemia wraz z Układem Słonecznym znajduje się w szerokiej na setki lat świetlnych pustce otoczonej tysiącami młodych gwiazd. Pustka ta, w której średnia gęstość materii międzygwiezdnej jest 10-krotnie mniejsza niż w Drodze Mlecznej, zwana jest Bąblem Lokalnym. Naukowcy z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) i Space Telescope Science Institute (STScI) postawili sobie za zadanie odtworzenie historii naszego galaktycznego sąsiedztwa. Wykazali, jak szereg wydarzeń, które rozpoczęły się przed 14 milionami lat, doprowadził do stworzenia bąbla, odpowiedzialnego za powstanie niemal wszystkich pobliskich gwiazd. Astronom i ekspertka od wizualizacji danych, Catherine Zucker, która brała udział w badaniach mówi, że to naprawdę historia narodzin, po raz pierwszy jesteśmy w stanie wyjaśnić, jak rozpoczęło się formowanie wszystkich pobliskich gwiazd. Głównym elementem pracy naukowców jest animacja 3D, która pokazuje, że wszystkie młode gwiazdy i regiony gwiazdotwórcze znajdujące się w odległości 500 lat świetlnych od Ziemi, umiejscowione sa na powierzchni Bąbla Lokalnego. O jego istnieniu wiadomo od dziesięcioleci, ale dopiero teraz zaczynamy rozumieć początki Bąbla i jego wpływ na otaczający go gaz. Naukowcy wykazali teraz, że przed 14 milionami lat rozpoczęła się seria eksplozji supernowych, które wypchnęły gaz międzygwiezdny na zewnątrz, tworząc bąbel o powierzchni gotowej do formowania się gwiazd. Dzisiaj wiemy, że na powierzchni Bąbla znajduje się siedem regionów gwiazdotwórczych – chmur molekularnych – gęstych regionów w przestrzeni kosmicznej, w których formują się gwiazdy. Z naszych obliczeń wynika, że w przeciągu milionów lat doszło do 15 eksplozji supernowych, które uformowały Bąbel Lokalny, mówi Zucker. Uczeni zauważyli, że bąbel powoli rozszerza się z prędkością około 6,5 km/s. Tempo rozszerzania się bąbla oraz obecne i przeszłe trajektorie gwiazd tworzących się na jego powierzchni zostały określone dzięki danym zebranym przez kosmiczne obserwatorium Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej. Gdy wybuchła pierwsza supernowa, która przyczyniła się do powstania Bąbla Lokalnego, Słońce znajdowało się daleko od tego wydarzenia. Jednak około 5 milionów lat temu wiodąca przez galaktykę trasa Słońca zaprowadziła je w kierunku Bąbla i teraz Słońce, zupełnym przypadkiem, znajduje się niemal dokładnie w jego centrum, dodaje profesor João Alves z Uniwersytetu Wiedeńskiego. Niemal 50 lat temu pojawiła się teoria mówiąca, że bąble powszechnie występują w Drodze Mlecznej. Teraz mamy na to dowód. Bo jaka jest szansa, że znajdziemy się dokładnie w środku takiej struktury, mówi Goodman. Gdyby bąble były rzadkością, prawdopodobieństwo, że Słońce trafi do samego centrum jednego z nich, byłoby znikome. Droga Mleczna przypomina więc pełen dziur ser szwajcarski, w którym dziury są tworzone przez wybuchy supernowych, a na powierzchni bąbli tworzonych przez umierające gwiazdy, rodzą się kolejne gwiazdy. Teraz uczeni planują zmapować więcej bąbli i uzyskać trójwymiarowy obraz ich lokalizacji, kształtów i rozmiarów. Stworzenie takiego spisu bąbli oraz łączących je oddziaływań pozwoli na określenie roli umierających gwiazd w powstawaniu kolejnych pokoleń gwiazd oraz poszerzy naszą wiedzę o strukturze i ewolucji galaktyk podobnych do Drogi Mlecznej. Artykuł opisujący badania opublikowano na łamach The Astrophysical Journal Letters, natomiast wszystkie interaktywne dane oraz materiały wideo zostały bezpłatnie udostępnione na specjalnie stworzonej witrynie.   « powrót do artykułu

Zjawiska istotne dla czarnych dziur, eksplozji supernowych i innych ekstremalnych wydarzeń kosmicznych mogą zostać odtworzone na Ziemi, twierdzą naukowcy z Pinceton University, SLAC National Accelerator Laboratory oraz Princeton Plasma Physics Laboratory. Dowodzą oni, że współczesna technologia pozwala na uzyskanie procesów kaskadowych opisywanych przez elektrodynamikę kwantową (QED cascades). Procesy takie leżą u podstaw eksplozji supernowych czy szybkich rozbłysków radiowych, w czasie których w ciągu milisekund emitowane jest tyle energii, ile Słońce emituje w ciągu kilku dni. Kenan Qu, Sebastian Meuren i Nahaniel J. Fisch poinfornowali na łamach Physical Review Letters, o uzyskaniu pierwszego teoretycznego dowodu, że interakcja laboratoryjnego lasera z gęstym strumieniem elektronów doprowadzi do pojawienia się kaskad. Wykazaliśmy, że to, o czym sądzono, iż jest niemożliwe, w rzeczywistości jest możliwe. To zaś pokazuje, że zjawisko, którego dotychczas nie mogliśmy bezpośrednio obserwować, można uzyskać za pomocą najnowocześniejszych laserów i urządzeń do generowania strumienia elektronów, mówi główny autor artykułu, Kenan Qu. Zderzenie silnego impulsu laserowego ze strumieniem elektronów o wysokiej energii prowadzi do powstania gęstej chmury par elektron-pozyton, które zaczynają wchodzić w interakcje. To zaś powoduje kolektywne zachowanie się plazmy, co z kolei wpływa na to, jak pary te wspólnie reagują na pola elektryczna lub magnetyczne. Plazma, zjonizowana materia przypominająca gaz, zawiera swobodne cząstki – jony i elektrony – i stanowi około 99% widzialnego wszechświata. Napędza ona reakcje w gwiazdach, a zachodzące w niej procesy są silnie zależne od pól elektromagnetycznych. "Poszukiwaliśmy sposobów, na odtworzenie warunków, w jakich powstaną pary elektron-pozyton o gęstości na tyle dużej, by doszło do kolektywnego zachowania się plazmy", mówi Qu. Już znacznie wcześniej wiedziano, że wystarczająco silne lasery, pola magnetyczne lub elektryczne mogą doprowadzić do pojawienia się wspomnianych procesów kaskadowych. Jednak wyliczenia pokazywały, że uzyskanie tak intensywnych promieni laserowych, pól magnetycznych i elektrycznych jest poza naszymi możliwościami. Okazuje się, że połączenie współczesnych technologii laserowych z relatywistycznymi strumieniami elektronów wystarczy, by zaobserwować takie zjawisko, mówi profesor Nat Fisch. Kluczem jest tutaj wykorzystanie lasera, który spowolni pary elektron-pozyton tak, by ich masa spadła, przez co zwiększy się ich wpływ na częstotliwość plazmy i wzmocni kolektywne zachowania plazmy. Wykorzystanie już dostępnych technologii jest tańsze, niż próba zbudowania lasera o olbrzymiej intensywności. Teraz autorzy badań chcą sprawdzić swoją przewidywania w SLAC National Accelerator Laboratory. Właśnie trwają tam prace nad laserem o umiarkowanej intensywności, a źródło elektronów już się tam znajduje. Jeśli dowiedziemy prawdziwości naszych obliczeń, zaoszczędzimy miliardy dolarów, dodaje Qu. « powrót do artykułu

Włoscy uczeni postanowili znaleźć te miejsca Drogi Mlecznej, w których życie może najbezpieczniej się rozwijać. Ocenili historyczną zdolność do podtrzymania życia w Drodze Mlecznej z uwzględnieniem wpływu eksplozji supernowych i rozbłysków gamma. Zjawiska te mogą bowiem zniszczyć życie w zasięgu swojego oddziaływania. Przy okazji zaś przetestowali hipotezę mówiącą, że to rozbłysk gamma był odpowiedzialny za wymieranie w ordowiku (ok. 445 milionów lat temu). Wybuchy supernowych i rozbłyski gamma niosą ze sobą olbrzymią ilość promieniowania, które może odrzeć atmosferę planety z ochronnej warstwy ozonu. Bez tej warstwy do powierzchni planety dociera szkodliwe promieniowanie zdolne do zabicia życia. Przed około 359 milionami lat pobliska supernowa prawdopodobne doprowadziła do masowego wymierania na Ziemi. Gdyby znajdowała się bliżej, mogłaby zabić całe życie. Eksperci z Università dell’Insubria, Osservatorio Astronomico di Brera, Sezione Milano–Bicocca oraz Università Milano–Bicocca zdolność do bezpiecznego utrzymania życia szacowali na podstawie odległości potencjalnych planet typu ziemskiego od centrum galaktyki. Wykorzystali tutaj dane dotyczące pojawiania się supernowych i rozbłysków gamma z historią ewolucji poszczególnych gwiazd oraz z zawartością cięższych pierwiastków (tzw. metali) w gwiazdach w całej galaktyce. Wzięli też pod uwagę prawdopodobieństwo pojawienia się planet typu ziemskiego w pobliżu gwiazd typu M i FGK. W ten sposób mogli sprawdzić, w jakiej odległości od badanych gwiazd doszło do potencjalnie destrukcyjnego wydarzenia astrofizycznego. Na podstawie badań Włosi doszli do wniosku, że jeszcze około 6 miliardów lat temu najbezpieczniejszym regionem dla życia były obrzeża naszej galaktyki. Jednak sytuacja ta uległa zmianie w ciągu ostatnich około 4 miliardów lat. Obecnie od około 500 milionów lat najbezpieczniejszym stał się region położony w odległości 2–8 tysięcy parseków od centrum galaktyki. Jeden parsek to około 3,26 roku świetlnego. Szczęśliwie dla nas niedawne badania wykazały, że Ziemia znajduje się bliżej czarnej dziury niż sądzono, dzięki czemu znaleźliśmy się wewnątrz obszaru wyznaczonego obecnie przez Włochów. Naukowcy potwierdzili przyczynę wspomnianego na wstępie wymierania w ordowiku. To jasno pokazuje, że nasz region nie jest całkowicie bezpieczny, gdyż byłoby to drugie takie wydarzenie w historii Ziemi w ciągu ostatnich 500 milionów lat. Jednak w tym samym czasie krańce Drogi Mlecznej zostały wysterylizowane przez 2-5 długotrwałych rozbłysków gamma, stwierdzają autorzy badań. « powrót do artykułu

Naukowcy z Michigan State University odkryli, że jedna z najważniejszych reakcji chemicznych we wszechświecie zachodzi znacznie intensywniej we wnętrzach supernowych. Odkrycie to zmienia nasz spojrzenie na powstanie niektórych pierwiastków obecnych na Ziemi. W szczególności zaś wywraca do góry nogami teorię wyjaśniającą, dlaczego na Ziemi mamy do czynienia z niezwykle dużą ilości pewnych izotopów rutenu i molibdenu. Wyniki zaskakujących badań opublikowano na łamach Nature. Dowiadujemy się z nich, że w najbardziej wewnętrznych obszarach supernowych atomy węgla powstają 10-krotnie szybciej, niż dotychczas sądzono. Są one tworzone w potrójnym procesie alfa (proces 3-α). To proces syntezy termojądrowej, w którym z trzech jąder helu 4He powstaje jedno jądro węgla 12C. Potrójny proces alfa to dla nas najważniejsza reakcja chemiczna. To dzięki niej istniejemy, mówi profesor Hendrik Schatz z Wydziału Fizyki i Astronomii Michigan State University. Niemal wszystkie atomy tworzące Ziemię oraz to, co się na niej znajduje, z ludźmi włącznie, powstały w gwiazdach. A najważniejszym z tych atomów jest węgiel, który powstaje w 3-α. Wewnątrz gwiazd trzy jądra izotopu helu zwanego cząstką alfa – składające się z dwóch protonów i dwóch neutronów – tworzą nowy pierwiastek składający się z sześciu protonów i sześciu neutronów. To najpowszechniej występująca forma węgla – 12C. Proces 3-α jest jednak zwykle mało wydajny, przypomina szef zespołu badawczego, profesor Luke Roberts. Chyba, że jest coś, co go wspomaga. Zespół Robertsa odkrył właśnie, że w najbardziej wewnętrznych warstwach supernowych istnieje taki element, a jest nim nadmiar protonów. To może znacząco przyspieszać reakcję 3-α. Jednak przyspieszenie tej reakcji wiąże się ze zmniejszeniem zdolności supernowej do wytwarzania cięższych pierwiastków. To bardzo ważne spostrzeżenie, gdyż dotychczas uważano, że nadmiar izotopów rutenu i molibdenu na Ziemi powstał dzięki supernowym bogatym w protony. Jednak badania przeprowadzone właśnie przez zespół Robertsa sugerują, że izotopy te nie powstały w supernowych bogatych w protony. Fascynujące jest to, że teraz musimy znaleźć inny sposób na wyjaśnienie istnienia takiej ilości tych izotopów. Nie powinno być ich aż tyle. A znalezienie alternatyw dla bogatych w protony supernowych nie będzie łatwym zadaniem, mówi Hendrik Schatz. To pewien problem. Dotychczas sądziliśmy, że wiemy, skąd na Ziemi taka obfitość izotopów rutenu i molibdenu. Okazało się jednak, że się myliliśmy, dodaje emerytowany profesor Sam Austin. Istnieją alternatywne rozwiązania tej zagadki, ale żadna z nich nie jest do końca satysfakcjonująca. Potrzebujemy więc nowej teorii, uwzględniającej najnowsze badania. Niezależnie od tego, jakie rozwiązania zostaną zaproponowane w przyszłości, będą one musiały uwzględniać wpływ przyspieszonej reakcji 3-α. To bardzo intrygująca zagadka, stwierdza Schatz. Uwielbiamy postęp. Nawet jeśli burzy on naszą ulubioną teorię, dodaje uczony. « powrót do artykułu

Ostatnim rozdziałem końca wszechświata, który nastąpi długo po tym, jak zgaśnie ostatnia gwiazda, może być seria niezwykłych eksplozji. Niezwykłych, bo ich głównymi bohaterami będą supernowe z czarnych karłów, twierdzi Matt E. Caplan z Illinois State University, którego artykuł Black dwarf supernova in the far future został zaakceptowany do publikacji w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Czarne karły jeszcze nie powstały, gdyż sam wszechświat istnieje zbyt krótko by mogły się pojawić. Ewolucja gwiazd jest determinowana przez ich masę. Niektóre eksplodują, stają się supernowymi i mogą zostać czarnymi dziurami. Jeszcze inne stają się niewielkimi gęstymi gwiazdami – białymi karłami. Po bilionach lat tracą blask i zamieniają się w czarne nie emitujące światła obiekty zwane czarnymi karłami. Caplan twierdzi, że pod koniec istnienia wszechświata mogą one rozświetlić go, eksplodując i zamieniając się w supernowe. Supernowe czarnych karłów powstaną w wyniku fuzji pyknonuklearnej (pycnonuclear fusion). Zwykle gwiazdy są zasilane dzięki reakcjom termojądrowym, gdzie wysokie temperatury i ciśnienie wymuszają łączenie się atomów w cięższe pierwiastki. Tymczasem fuzja pyknonuklearna zachodzi w wyniku pojawienia się tunelowania kwantowego, które pozwala atomom na zbliżenie się bardziej niż normalnie. To proces, który z czasem zmienia białego karła w żelazo – ostatni z pierwiastków, jaki może powstać w wyniku fuzji. Jak mówi Matt Caplan, takie reakcje zachodzą niezwykle powoli. Przez milion lat może nie dojść do ani jednej tego typu reakcji w czarnym karle, stwierdza uczony. Dla porównania – w każdej sekundzie w Słońcu dochodzi do fuzji ponad 1038 protonów. Zamiana czarnego karła w żelazo w wyniku fuzji pyknonuklearnej może potrwać od 101100 do 1032000 lat. To kolosalne skale czasowe, mówi astrofizyk Fred Adams z Univesrity of Michigan. Uważamy, że największe możliwe czarne dziury parują w ciągu 10100 lat. To mgnienie oka w porównaniu ze skalą omawianą w artykule. Gdy już większość czarnego karła zamieni się w żelazo, obiekt zostanie zmiażdżony przez własną masę. Dojdzie do implozji, która odrzuci zewnętrzne warstwy. Podobne procesy zachodzą we współczesnym wszechświecie, gdzie gromadzenie się żelaza prowadzi do pojawienia się supernowych Typu II. Jak wylicza Caplan, supernowa czarnego karła może powstać z czarnego karła o masie od 1,16 do 1,35 masy Słońca. Z kolei takie czarne karły powstaną z typowych gwiazd o masie od 6 do 10 mas Słońca. Gwiazdy o takiej masie nie są zbyt rozpowszechnione, chociaż nie można też powiedzieć, że występują rzadko. Szacuje się, że stanowią one około 1% wszystkich gwiazd. Na tej podstawie Caplan szacuje, że przed końcem wszechświata pojawi się około 1021 supernowych czarnych karłów. Jako, że czarne karły będą miały niewielką masę, ich supernowe nie będą tak olbrzymie jak znane nam supernowe, jednak nadal będzie to spektakularne widowisko, szczególnie w pozbawionym gwiazd ciemnym wszechświecie. « powrót do artykułu

Przed około 359 milionami lat Ziemia doświadczyła epizodu wymierania, podczas którego niemal całkowicie wyginęły akritarchy i ryby pancerne. To późnodewońskie wymieranie, zwane kryzysem Hangenberg, trwało około 300 000 lat. Brian Field z University of Illinois Urbana-Champaign upublicznił artykuł [PDF], w którym dowodzi, że za wymieranie to odpowiada... wybuch supernowej. Uważa się, że kryzys Hangenberg był spowodowany długotrwałym ubytkiem ozonu, przez co do Ziemi docierało zbyt dużo szkodliwego promieniowania ultrafioletowego ze Słońca. Jedną z możliwych przyczyn ubytku ozonu jest pojawienie się w niższych warstwach atmosfery dużej ilości pary wodnej, która może brać udział w cyklu pojawiania się wolnych rodników tlenku chloru, który niszczy ozon. Jednak hipoteza taka jest o tyle wątpliwa, że para wodna mogłaby utrzymywać się w atmosferze zbyt krótko, by wywołać wymieranie trwające 300 000 lat. Ponadto taki mechanizm spowodowałby redukcję ozonu na ograniczonym terenie geograficznym, tymczasem wiemy, że kryzys Hangenberg objął całą Ziemię. Brian Field uważa, że przyczyną wymierania mógł być wybuch pobliskiej supernowej. Podczas takiego wydarzenia uwalniana jest olbrzym ilość promieniowania ultrafioletowego, X czy gamma. Promieniowanie kosmiczne z pobliskiej supernowej mogłoby oddziaływać na Ziemię przez 100 000 lat. To z kolei doprowadziłoby do długotrwałej globalnej utraty warstwy ozonowej. Hipoteza z supernową wyjaśnia zarówno skalę jak i czas trwania kryzysu Hangenberg. Z wyliczeń zespołu Fielda wynika, że za wspomniane wymieranie może być odpowiedzialny wybuch supernowej Typu II. Taki wybuch w odległości mniejszej niż 10 parseków (33 lata świetlne) od Ziemi prawdopodobnie zniszczyłby życie na naszej planecie. Dlatego też naukowcy sądzą, że do eksplozji doszło w odległości około 20 parseków. To wystarczająco blisko, by zabić wiele gatunków, jednak za daleko, by całkowicie zniszczyć życie. Dowodami na takie wydarzenie mają być radioaktywne izotopy, które powstały podczas wybuchu i opadły na Ziemię. Część z tych izotopów na na tyle długi okres połowicznego rozpadu, że powinny nadal być obecne w osadach z przełomu dewonu i karbonu. Takim pierwiastkiem jest np. pluton-244. Jego znalezienie w osadach z tego okresu byłoby silnym poparciem hipotezy Fielda. « powrót do artykułu

Naukowcy korzystający z Very Large Telescope (VLT) Europejskiego Obserwatorium Południowego poinformowali o... zniknięciu masywnej niestabilnej gwiazdy znajdującej się w jednej z galaktyk karłowatych. Naukowcy sądzą, że gwiazda stała się mniej jasna i przesłonił ją pył. Inna możliwa interpretacja jest taka, zapadła się tworząc czarną dziurę, bez stworzenia supernowej. Jeśli się to potwierdzi, będzie to pierwsza bezpośrednia obserwacja tak dużej gwiazdy kończącej życie w taki sposób, mówi doktorant Andrew Allan z Trinity College Dublin. W latach 2001–2011 różne grupy astronomów obserwowały w Galaktyce Kinman niezwykłą masywną gwiazdę. Wielokrotne obserwacje potwierdziły, że znajduje się ona na ostatnich etapach ewolucji. Allan i prowadzony przez niego międzynarodowy zespół naukowy z Irlandii, Chile i USA chcieli więcej dowiedzieć się o życiu masywnych gwiazd. Gdy jednak w 2019 roku skierowali VLT na gwiazdę, tej nie było tam, gdzie spodziewali się ją znaleźć. Galaktyka karłowata Kinman znajduje się w odległości około 75 milionów lat świetlnych od Ziemi w Konstelacji Wodnika. To zbyt duża odległość, by można było obserwować pojedyncze gwiazdy. Jednak możliwe jest odkrycie sygnatur niektórych z nich. Przez 10 lat kolejni astronomowie widzieli dowody, że znajduje się w niej gwiazda zmienna typu S Doradus. Tego typu gwiazdy są bardzo niestabilne, są ostatnim etapem życia gwiazd, których początkowa masa jest co najmniej 85 razy większa od masy Słońca. Żyją krótko i są niezwykle jasne. Gwiazda z Kinmana była 2,5 miliona razy jaśniejsza od Słońca. Allan i jego zespół stwierdzili, że gwiazda zniknęła. Byłoby czymś niezwykłym, gdyby tak masywna gwiazda zniknęła i nie pozostałaby po niej jasna supernowa, przyznaje Allan. Naukowcy zaczęli szukać gwiazdy. Wykorzystali w tym celu VLT oraz spektrograf ESPRESSO. Nic nie znaleźli. Użyli również instrumentu X-shooter. I dalej nic. Następnie zabrali się za analizę wieloletnich danych pochodzących z różnych źródeł. Dane pokazały, że w Galaktyce Kinman doszło do okresu intensywnych rozbłysków, które zakończyły się po roku 2011. Wiadomo, że gwiazdy zmienne typu S Doradus mogą pod sam koniec życia doświadczać silnych rozbłysków i znacznej utraty masy, a po tym procesie ich jasność dramatycznie spada. Naukowcy proponują dwa wyjaśnienia tego zjawiska oraz braku supernowej. Według pierwszego scenariusza po serii rozbłysków i utracie masy gwiazda znacznie straciła na jasności i może być częściowo przesłonięta pyłem. Drugie wyjaśnienie mówi o zapadnięciu się gwiazdy i powstaniu czarnej dziury. To byłoby niezwykłe, gdyż zgodnie z obowiązującymi obecnie teoriami, większość masywnych gwiazd kończy życie jako supernowa. « powrót do artykułu

Niezwykły sygnał, zauważony w falach grawitacyjnych, rzuca nowe światło na „lukę masy” pomiędzy gwiazdami neutronowymi, a czarnymi dziurami. Naukowcy od kilkudziesięciu lat nie wiedzą, czy i co znajduje się pomiędzy tymi obiektami. Teraz mają dowód, że coś tam jest. Gdy najbardziej masywne gwiazdy kończą życie, zapadają się pod wpływem własnej grawitacji i powstaje czarna dziura. Gdy jednak umierająca gwiazda jest mniej masywna, wybucha jako supernowa i pozostaje po niej gęste jądro – gwiazda neutronowa. Od dziesięcioleci wiemy, że najbardziej masywne gwiazdy neutronowe mają masę nie większą niż 2,5 masy Słońca, a najmniej masywne czarne dziury charakteryzują się masą około 5 mas Słońca. Powstaje więc pytanie, co jest pomiędzy tymi masami. W ubiegłym roku informowaliśmy, że wykrywacz fal grawitacyjnych LIGO, zarejestrował wszystko, czego od niego oczekiwano: zderzenie dwóch czarnych dziur, zderzenie dwóch gwiazd neutronowych oraz wchłonięcie gwiazdy neutronowej przez czarną dziurę. I właśnie to ostatnie wydarzenie, do którego doszło około 800 milionów lat temu, może rzucić nieco światła na „lukę masy”. Jak bowiem czytamy na łamach najnowszego numeru The Astrophysical Journal Letters, zarejestrowany sygnał, oznaczony jako GW190814, pochodził z połączenia czarnej dziury o masie 23 mas Słońca (22,2–24,3 M☉) z obiektem o masie 2,6 mas Słońca (2,50–2,67 M⊙). W wyniku tego procesu powstały fale grawitacyjne, które 800 milionów lat później zarejestrowaliśmy na Ziemi. Różnica mas pomiędzy obiektami, wynosząca aż 9:1 jest największą różnicą zaobserwowaną dotychczas podczas badania fal grawitacyjnych. Jednak najbardziej interesująca jest masa lżejszego z obiektów. W tym wypadku nie wiemy, czy lżejszy obiekt to gwiazda neutronowa czy czarna dziura. To wciąż tajemnica. Zbadanie, w jaki sposób powstają takie układy może zmienić nasze rozumienie ewolucji gwiazd, mówi doktor Christopher Berry z Institute for Gravitational Research University of Glasgow, którego naukowcy odegrali kluczową rolę w analizie danych. Od dziesięcioleci czekamy na rozwiązanie tej zagadki. Nie wiemy, czy ten obiekt to najbardziej masywna gwiazda neutronowa czy najmniej masywna czarna dziura. Tak czy inaczej jest to rekordowy obiekt, mówi profesor Vicky Kalogera z Northwestern University, a profesor Patrick Brady, rzecznik prasowy eksperymentu LIGO, dodaje: to zmieni sposób postrzegania czarnych dziur i gwiazd neutronowych. Może się okazać, że „luka masy” nie istnieje, a wynika ona tylko z naszych ograniczonych możliwości obserwacyjnych. Potrzebujemy więcej czasu i kolejnych obserwacji, by to rozstrzygnąć. Naukowcy mają nadzieję, że kolejna rozbudowa możliwości obserwatorium LIGO, z obecnego Advanced LIGO do Advanced LIGO Plus, pozwoli na przeprowadzenie większej liczby bardziej szczegółowych obserwacji. « powrót do artykułu

Astronomowie z National Radio Astronomy Observatory informują o odkryciu nowej klasy kosmicznych eksplozji. Wszystko zaczęło się w 2018 roku od słynnej Krowy, czyli obiektu oznaczonego AT2018cow. Od tamtej pory okazało się, że dwa inne obiekty, zaobserwowane w 2016 i 2018 roku nie mieszczą się w znanych nam kategoriach. Wspomniana na wstępie Krowa, o zaobserwowaniu której informowaliśmy, od samego początku zastanawiała naukowców. Początkowo wydawało się, że dość szybko rozszyfrowano jej zagadkę, a rok później naukowcy przyznali, że nie wiedzą, z czym mają do czynienia. Wybuch był podobny do znanych nam wybuchów supernowych, ale miał też wyjątkowe cechy, szczególnie wyjątkową jasność początkową, bardzo szybkie tempo zwiększania jasności oraz bardzo szybkie tempo przygasania. Wszystko odbyło się w ciągu kilku dni. Okazało się również, że teleskopy wykryły dwie podobne eksplozje. Jedna z nich, Koala (ZTF18abvkwla), miała miejsce w galaktyce odległej o 3,4 miliarda lat świetlnych, a do drugiej – CSS161010 (CRTS CSS161010 J045834-081803) – doszło w odległości 500 milionów lat świetlnych. Anna Ho z Caltechu, główna autorka badań nad Koalą mówi, że od razu zauważyła, iż jasność tego obiektu odpowiada źródło rozbłysków gamma. Jednak gdy dokonałam redukcji danych, sądziłam, że się pomyliłam, stwierdza uczona. Z kolei Deanne Coppejans, badająca CSS161010 zauważyła, że obiekt ten wyrzucił niezwykle dużą ilość materiału, który przemieszczał się z prędkością powyżej połowy prędkości światła. Uczona i jej zespół przyznają, że przez dwa lata badali obiekt, by w końcu zdać sobie sprawę z faktu, że obserwują coś niezwykłego. W obu przypadkach kolejne obserwacje wykazały, że Koala i CSS161010 są podobne do Krowy. W końcu naukowcy doszli do wniosku, że mamy do czynienia z nieznaną dotychczas klasą eksplozji obiektów gwiazdowych, którą nazwano Fast Blue Optical Transients (FBOT). O nowej klasyfikacji poinformowano na łamach Astrophysical Journal oraz Astrophysical Journal Letters. Naukowcy przypuszczają, że FBOT rozpoczyna się podobnie jak niektóre eksplozje supernowych czy rozbłyski gamma. Prawdopodobnie zapoczątkowuje je eksplozja gwiazdy znacznie bardziej masywnej od Słońca, która właśnie kończy swoje życie. Różnica pojawia się natomiast na późniejszych etapach wybuchu. W standardowych supernowych typu II dochodzi do zapadnięcia się jądra. Wybuch rozrywa gwiazdę, a fala uderzeniowa o kształcie sfery rozrzuca materiał w przestrzeni. Jeśli dodatkowo wokół utworzonej gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury uformuje się dysk akrecyjny, w którym pojawią się wąskie dżety materiału przemieszczające się niemal z prędkością światła na zewnątrz, wywoła to rozbłyski gamma. Ten obracający się dysk akrecyjny i dżety nazywane są przez astronomów silnikiem. FBOT też posiadają swój silnik. Jednak, jak przypuszczają specjaliści, w tym wypadku całość otoczona jest grubą warstwo materii. Materia ta prawdopodobnie została wyciągnięta z gwiazdy jeszcze przed eksplozją przez towarzyszącą jej gwiazdę. Mamy tutaj zatem do czynienia z układem podwójnym. Gdy w układzie tym dochodzi do eksplozji gwiazdy otoczonej wcześniej przez gęsty materiał, fala uderzeniowa dociera do materiału wywołując krótki niezwykły rozbłysk w zakresie widzialnym. To właśnie on odróżnia FBOT od standardowych supernowych. Następnie fala uderzeniowa wychodzi poza gęstą otoczkę materii i rejestrujemy bardzo jasną emisję w paśmie radiowym. Z dotychczasowych badań dowiadujemy się, że w przypadku Krowy i CSS161010 gęsty materiał zawierał wodór. W rozbłyskach gamma nie stwierdza się obecności tego pierwiastka. Naukowcy doszli też do wniosku, że Krowa, Koala i CSS161010 miały miejsce w galaktykach karłowatych. Coppejans uważa, że pewne właściwości galaktyk karłowatych mogą powodować pojawianie się niezwykle rzadkich ścieżek ewolucyjnych gwiazd i stąd biorą się niezwykłe eksplozje. Jak podkreślają astronomowie, nic nie jest jeszcze przesądzone. Cechą charakterystyczną wszystkich trzech FBOT było posiadania centralnego silnika. Jednak specjaliści zauważają, że mogą się mylić i nie mieliśmy do czynienia z eksplozjami, ale z rozrywaniem gwiazd przez czarna dziury. Scenariusze z eksplozjami są jednak bardziej prawdopodobne. Dopiero zaobserwowanie kolejnych FBOT pozwoli nam zyskać pewność, z jakim mechanizmem mamy do czynienia. « powrót do artykułu

Jedną z największych tajemnic fizyki jądrowej jest odpowiedź na pytanie, dlaczego wszechświat jest zbudowany z takich a nie innych pierwiastków. Dlaczego nie z innych? Naukowców szczególnie interesują procesy fizyczne stojące u podstaw powstania ciężkich pierwiastków, jak złoto, platyna czy uran. Obecnie uważa się, że powstają one podczas łączenia się gwiazd neutronowych oraz eksplozji gwiazd. W Argonne National Laboratory opracowano nowe techniki badania natury i pochodzenia ciężkich pierwiastków, a uczeni z Argonne stanęli na czele międzynarodowej grupy badawczej, która prowadzi w CERN eksperymenty mające dać nam wgląd w procesy powstawania egzotycznych jąder i opracowani modeli tego, co dzieje się w gwiazdach i wydarzeń we wczesnym wszechświecie. Nie możemy sięgnąć do wnętrza supernowych, więc musimy stworzyć na Ziemi ekstremalne warunki, jakie w nich panują i badać reakcje, jakie tam zachodzą, stwierdził fizyk Ben Kay z Argonne National Laboratory i główny autor najnowszych badań. Uczonym biorącym udział w projekcie udało się – jako pierwszym w historii – zaobserwować strukturę jądra o mniejszej liczbie protonów niż w jądrze ołowiu i o liczbie neutronów przekraczających 126. To jedna z liczb magicznych fizyki jądrowej. Liczba magiczne dla protonów i neutronów wynoszą m.in. 8, 20, 28, 50 i 126. To wartości kanoniczne. Fizycy wiedzą, że jądra atomów o takich wartościach charakteryzują się zwiększoną stabilnością. Jądra o liczbie neutronów powyżej 126 są słabo zbadane, gdyż trudno je uzyskać. Wiedza o ich zachowaniu jest kluczowa dla zrozumienia procesu wychwytu neutronu (proces r), w wyniku którego powstaje wiele ciężkich pierwiastków. Obecnie obowiązujące teorie przewidują, że proces r zachodzi w gwiazdach. W tych bogatych w neutrony środowiskach jądra atomowe mogą rosnąć wychwytując neutrony i tworząc cięższe pierwiastki. Proces ten jest na tyle szybki, że nowe cięższe pierwiastki tworzą się zanim jeszcze dojdzie do rozpadu. Twórcy eksperymentu skupili się na izotopie rtęci 207Hg. Jego badanie może bowiem rzucić światło na ich bezpośrednich sąsiadów, jądra bezpośrednio zaangażowane w proces r. Naukowcy najpierw wykorzystali infrastrukturę HIE-ISOLDE w CERN. Wysokoenergetyczny strumień protonów skierowali na roztopiony ołów. W wyniku kolizji powstały setki egzotycznych radioaktywnych izotopów. Odseparowali z nich 206Hg i w akceleratorze HIE-ISOLDE wytworzyli strumień jąder o najwyższej osiągniętej tam energii. Strumień skierowali na deuter znajdujący się w ISOLDE Solenoidal Spectrometer. Żadne inne urządzenie na świecie nie jest w stanie wytworzyć strumienia jąder rtęci o tej masie i nadać mu takiej energii. To w połączeniu z wyjątkową rozdzielczością ISS pozwolió nam na przeprowadzenie pierwszych w historii obserwacji stanów wzbudzonych 207Hg, mówi Kay.  Dzięki ISS naukowcy mogli więc obserwować, jak jądra 206Hg przechwyciły neutron stając się 207Hg. Deuter to ciężki izotop wodoru. Zawiera proton i neutron. Gdy 206Hg przechwytuje z niego neutron, dochodzi do odrzutu protonu. Emitowane w tym procesie protony trafiają do detektora w ISS, a ich pozycja i energia zdradzają kluczowe informacje o strukturze jądra. Informacje te mają bardzo duży wpływ na proces r i uzyskane w ten sposób dane pozwalają na przeprowadzenie istotnych obliczeń. ISS korzysta z pionierskiej koncepcji opracowanej przez Johna Schiffera z Argonne National Laboratory. Na podstawie jego pomysłu zbudowano w Argone urządzenie HELIOS. Pozwoliło ono na badanie właściwości jąder atomowych, których wcześniej nie można było badać. HELIOS stał się inspiracją do zbudowania w CERN-ie ISS. Urządzenie to pracuje od 2008 roku i uzupełnia możliwości HELIOS. Przez ostatnich 100 lat fizycy mogli zbierać informacje o jądrach atomowych dzięki bombardowaniu ciężkich jąder lekkimi jonami. Jednak reakcja przeprowadzana w drugą stronę, gdy ciężkie jądra uderzały w lekkie cele, prowadziła do pojawiania się wielu zakłóceń, które trudno było wyeliminować. Udało się to dopiero za pomocą HELIOS. Gdy ciężka kula uderza w lekki cel dochodzi do zmiany kinematyki i uzyskane w ten sposób spektra są skompresowane. John Schiffer zauważył, że gdy do takiej kolizji dochodzi wewnątrz magnesu, wyemitowane w jej wyniku protony wędrują po spiralnym torze w kierunku detektora. Opracował pewną matematyczną sztuczkę, która opisuje tę kinematyczna kompresję, otrzymujemy więc zdekompresowane spektrum, z którego możemy wnioskować o strukturze jądrowej, wyjaśnia Kay. Pierwsze analizy uzyskanych danych potwierdziły prawdziwość przewidywań teoretycznych. Naukowcy planują zatem kolejne eksperymenty, podczas których chcą wykorzystać inne jądra z obszaru 207Hg. Ze szczegółami badań zapoznamy się na łamach Physical Review Letters. « powrót do artykułu

Astronomowie, astrofizycy i fizycy cząstek zgromadzeni w Kavli Institute for Theoretical Physics na Uniwersytecie Kalifornijskim zastanawiają się, na ile poważne są różnice w pomiarach dotyczących stałej Hubble'a. Zagadnienie to stało się jednym z ważniejszych problemów współczesnej astrofizyki, gdyż od rozstrzygnięcia zależy nasza wiedza np. od tempie rozszerzania się wszechświata. Problem polega na tym, że wyliczenia stałej Hubble'a w oparciu o badania promieniowania wyemitowanego podczas Wielkiego Wybuchu różnią się od stałej Hubble'a uzyskiwanej na podstawie obliczeń opartych na badaniu supernowych. Innymi słowy, obliczenia oparte na najstarszych danych różnią się od tych opartych na danych nowszych. Jeśli specjaliści nie znajdą wyjaśnienia tego fenomenu może się okazać, że nie rozumiemy wielu mechanizmów działania wszechświata. W latach 20. XX wieku Edwin Hubble zauważył, że najdalsze obiekty we wszechświecie wydają się oddalać od siebie szybciej niż te bliższe. Pojawiła się więc propozycja stworzenia stałą Hubble'a opisującej tempo rozszerzania się wszechświata. Eksperymenty mające na celu określenie warto tej stałej dają jednak różne wyniki. Jedna z technik jej poszukiwania zakłada wykorzystanie mikrofalowego promieniowania tła, czyli światła powstałego wkrótce po Wielkim Wybuchu. Prowadzone na tej podstawie pomiary i obliczenia wykazały, że stała Hubble'a to 67,4 km/s/Mpc ± 0,5 km/s/Mpc. Jednak badania oparte o dane z supernowych pokazują, że stała Hubble'a to 74,0 km/s/Mpc. Obie wartości nie mogą być prawdziwe, chyba, że przyjmiemy, że coś niezwykłego stało się na początku rozszerzania się wszechświata. Niektórzy fizycy sugerują, że u zarania dziejów istniał inny rodzaj ciemnej energii powodującej rozszerzanie się wszechświata. Na razie jednak fizycy nie wszczynają alarmu i uważają, że obecne teorie dotyczące działania wszechświata są nadal ważne. « powrót do artykułu

Czerwony nadolbrzym Betelgeza, jedna z najjaśniejszych gwiazd na niebie, przygasła w ciągu ostatnich tygodni bardziej niż przez ostatnie sto lat. Podekscytowani astronomowie z całego świata zastanawiają się co to oznacza. Nie można wykluczyć, że gwiazda wybuchnie i zamieni się w supernową. Nadolbrzymy wciąż kryją wiele zagadek, a naukowcy mają nadzieję, że dzięki obserwowanemu właśnie procesowi, dowiedzą się więcej o takich gwiazdach. Astronomowie od ponad wieku obserwują, jak Betelgeza raz przygasa, raz robi się jaśniejsza. Materia z gwiazdy wędruje ku jej powierzchni i ponownie tonie w jej wnętrzu, powodując, że powierzchnia jest raz chłodniejsza, raz cieplejsza. Stąd właśnie zmienna jasność gwiazdy. Richard Wasatonic, astronom z Villanova Univrsity w Pennsylvanii od 25 lat dokonuje pomiarów jasności Betelgezy za pomocą niewielkiego prywatnego teleskopu. W październiku wraz ze swoim kolegą Edwardem Guinanem i astronomem-amatorem Thomasem Calderwoodem zauważyli, że Betelgeza ponownie przygasa. Do grudnia stała się ciemniejsza niż w ciągu ostatnich 25 lat. Na łamach witryny The Astronomer's Telegram poinformowali o tym innych astronomów. Każdej nocy była ciemniejsza niż nocy poprzedniej, mówi Guinan. Obserwujący spodziewali się, że wkrótce gwiazda przestanie zmniejszać swoją jasność. Jednak tak się nie stało. Dnia 23 grudnia zaktualizowali swój wpis, stwierdzając, że Betelgeza nadal przygasa i jest już ciemniejsza niż była w ciągu ostatni 100 lat, czyli w całym okresie, w którym nauka mierzy jasność gwiazd za pomocą urządzeń, a nie ocenia ją „na oko”. Betelgeza, która jest zwykle 6. lub 7. najjaśniejszą gwiazdą na niebie, do połowy grudnia bieżącego roku stała się 21. najjaśniejszą gwiazdą nieboskłonu. Nic więc dziwnego, że pojawiły się głosy, iż możemy być świadkami końca Betelgezy. Na podstawie obliczeń masy astronomowie stwierdzili, że Betelgeza stanie się supernową w wieku około 9 milionów lat. Właśnie tyle mniej więcej lat liczy sobie gwiazda. Już jakiś czas temu obliczano, że Betelgeza stanie się supernową w ciągu najbliższych 100 000 lat. Jeśli nadolbrzym wybuchnie stanie się dla nas tak jasny, jak połowa jasności Księżyca w pełni. Przez wiele miesięcy będziemy mogli obserwować taką supernową nawet za dnia. Nie powinniśmy się jednak obawiać o nasze bezpieczeństwo, gdyż gwiazda znajduje się w odległości około 420 – 640 lat świetlnych od Ziemi. Niejednokrotnie mieli dotychczas okazję badać supernowe. Nigdy jednak nie udało się obserwować procesów zachodzących zanim gwiazda stanie się supernową. Stąd też nie wiadomo, czy obecne przygasanie gwiazdy oznacza jej rychły koniec. Betelgeza już kilkukrotnie zwracała na siebie naszą uwagę. Przed 10 laty informowaliśmy, że gwiazda mocno się skurczyła, ale jej jasność nie spadła. Po kilku latach astronomowie odkryli tajemniczą wielką ścianę pyłu, w kierunku której zmierza Betelgeza, a z którą w przyszłości się zderzy. Niedługo później na Betelgezie zaobserwowanie istnienie gorących punktów, a trzy lata temu okazało się, że gwiazda obraca się szybciej, niż powinna. « powrót do artykułu

Astronomom udało się odnaleźć gwiazdę zaginioną od ponad 30 lat. W 1987 roku zaobserwowano eksplozję supernowej, a dane z badań neutrino wskazują, że pozostałością supernowej powinna być gwiazda neutronowa. Jednak od tamtej pory nie udało się jej odnaleźć. SN 1987A jest najbliższą Ziemi supernową od 1604 roku. Znajduje się ona w Wielkim Obłoku Magellana, w odległości 163 000 lat świetlnych od Ziemi. Zwykle widzimy tylko bardzo jasne światło z odległej galaktyki, ale nie możemy zbyt dokładnie się temu przyjrzeć. Tutaj po raz pierwszy mamy supernową tak blisko, że możemy zajrzeć do jej wnętrza, mówi Phil Cigan, z Cardiff University. Jest też pierwszą nową supernową, którą współczesna astronomia może szczegółowo badać. Nic więc dziwnego, że budzi ona szczególne zainteresowanie, a zaginiona gwiazda neutronowa tylko napędza ciekawość. Olbrzymia ilość pyłu i gazu nie pozwoliła dotychczas dojrzeć gwiazdy neutronowej. Teraz Cigan i jego koledzy odnaleźli jej sygnaturę za pomocą urządzenia ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array), złożonego z 66 radioteleskopów w Chile. Dzięki temu potężnemu narzędziu udało się zarejestrować obszar jaśniejszy i cieplejszy niż otoczenie. Znajduje się on dokładnie w miejscu, w którym powinna być gwiazda neutronowa. Przetestowaliśmy wiele innych scenariuszy istnienia tego obszaru, ale najbardziej prawdopodobny jest ten mówiący o istnieniu tam gwiazdy neutronowej, która podgrzewa otaczający ją pył i gaz, powodując ich świecenie, wyjaśnia Cigan. Uczony mówi, że obecnie nie jesteśmy w stanie bezpośrednio zobaczyć gwiazdy neutronowej pozostałej po ekplozji SN 1987A. Jednak w ciągu 50–100 lat gaz i pył powinny na tyle się rozproszyć, że ją zobaczymy. Wówczas astronomowie będą mogli zbadać ją bardziej szczegółowo, co z kolei pozwoli nam lepiej zrozumieć ewolucję supernowych. « powrót do artykułu

Tibet AS-gamma Experiment zarejestrował najbardziej intensywne promieniowanie pochodzące ze źródła astrofizycznego. Energia fotonów pochodzących z Mgławicy Kraba wynosiła ponad 100 teraelektronowoltów (TEV), to około 10-krotnie więcej niże maksymalna energia uzyskiwana w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Naukowcy spekulują, że źródłem tak intensywnego promieniowania jest pulsar ukryty głęboko we wnętrzu Mgławicy. Pojawienie się Mgławicy Kraba zostało zauważone na Ziemi w 1054 roku. Wydarzenie to odnotowały źródła historyczne. Jako, że Mgławica położona jest w odległości ponad 6500 lat świetlnych od Ziemi wiemy, że eksplozja, w wyniku której powstała, miała miejsce około 7500 lat temu. Nowa gwiazda została po raz pierwszy zaobserwowana 4 lipca 1054 roku. Jej pojawienie się odnotowały chińskie źródła. W ciągu kilku tygodni przygasła, a dwa lata po pojawieniu się zniknęła zupełnie. Obecnie wiemy, że jej pojawienie się odnotowano też w XIII-wiecznym japońskim dokumencie oraz w źródłach arabskich. Niewykluczone też, że jest wspominana w źródłach europejskich. Mgławica Kraba została po raz pierwszy odkryta w 1731 roku przez Johna Bevisa. Następnie obserwowali ją inni astronomowie. Nazwę nadal jej William Parsons w 1844 roku. W latach 20. XX wieku ostatecznie stwierdzono, że Mgławica Kraba to pozostałość supernowej z 1054 roku. Tym samym stała się ona pierwszym obiektem astronomicznym powiązanym z eksplozją supernowej. Mgławica Kraba emituje promieniowanie niemal w każdym zakresie fal. Wysyła zarówno niskoenergetyczne fale radiowe, wysokoenergetyczne promieniowanie gamma i rentgenowskie, emituje też światło widzialne. Jednak zarejestrowanie ultraenergetycznego promieniowania to coś nowego. Wysokoenergetyczne fotony, takie jak promieniowanie gamma, z trudnością przedziera się przez ziemską atmosferę. Gdy promienie gamma trafią na atomy w atmosferze, powstaje cały deszcz innych cząstek. Jednak astronomowie nauczyli się rejestrować te cząstki. Najlepiej zrobić to za pomocą narzędzi o dużej powierzchni. Takich jak Tibet AS-gamma, który składa się z 597 detektorów rozrzuconych na przestrzeni niemal 66 000 metrów kwadratowych. A kilka metrów pod detektorami znajdują się 64 betonowe zbiorniki wypełnione wodą, która służy jako dodatkowy wykrywacz. Dzięki rozłożeniu detektorów na dużej powierzchni można śledzić kierunek i energię wysokoenergetycznych wydarzeń, a woda pozwala na rejestrowanie specyficznych sygnatur takich zjawisk. Dzięki temu specjaliści potrafią odróżnić promieniowanie gamma od promieniowania kosmicznego. Dane zebrane pomiędzy lutym 2014 roku a majem roku 2017 ujawniły istnienie 24 wydarzeń o energiach przekraczających 100 TeV pochodzących z Mgławicy Kraba. Niektóre z docierających do nas promieni miały energię dochodzącą do 450 TeV. Obecnie nie jest jasne, w jaki sposób powstają fotony o tak wysokich energiach, ani czy istnieje jakaś granica intensywności promieniowania. Specjaliści pracujący przy Tibet AS-gamma wyznaczyli sobie ambitny cel – zarejestrowanie fotonów o energiach liczonych w petaelektronowoltach, czyli przekraczających 1000 TeV. Biorąc pod uwagę, że analizy takich zjawisk trwają całymi latami, nie można wykluczyć, iż tego typu fotony już zostały przez Tibet AS-gamma zarejestrowane. Teraz wystarczy je tylko zidentyfikować w danych. « powrót do artykułu

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

Pył z krzemionki, niezwykle rozpowszechnionego materiału występującego na Ziemi, został odkryty w pozostałościach po dwóch supernowych. To pierwszy dowód wskazujący, że krzemionka powstaje wskutek eksplozji gwiazd. Coś tak powszechnego na Ziemi jest tworzone podczas jednych z najpotężniejszych eksplozji we wszechświecie. To źródło krzemionki, mówi współautor badań Haley Gomez, astronom z brytyjskiego Cardiff University. Astronomowie od dawna zastanawiali się, w jaki sposób powstaje pył kosmiczny. Początkowo sądzono, że tworzy się on z zastygającego wiatru gwiezdnego, który napotyka na zimną przestrzeń międzygwiezdną. Gdy jednak odkryto pył w galaktykach, które powstały na długo, zanim mogły pojawić się gwiazdy podobne do Słońca, stwierdzono, że pył musi mieć inne pochodzenie. Zaczęto podejrzewać, że pył pojawia się wskutek eksplozji supernowych. Dopiero jednak niedawno udało się odnaleźć w naszym pobliżu otoczone pyłem pozostałości po supernowych. Jeśli najnowsze odkrycie się potwierdzi i okaże się, że pył zawierający krzemionkę rzeczywiście powstawał wskutek wybuchów pierwszych supernowych, może to oznaczać, że już u zarania wszechświata tworzyły się planety podobne do Ziemi. To niezwykle ekscytujące dowiedzieć się, że tak wcześnie istniały składniki pozwalające na powstanie planet podobnych do Ziemi. To nie musiało trwać 13 miliardów lat, mówi Gomez. « powrót do artykułu

Teleskop Keplera rozwikłał jedną z zagadek wszechświata. Astronomowie od dziesięciu lat zastanawiali się nad fenomenem gwiazd FELT (Fast-Evolving Luminous Transient). Tajemnicę stanowił bardzo krótki czas rozbłysku gwiazdy. Dzięki Keplerowi, który zarejestrował liczne FELT, zjawisko to nie stanowi już zagadki, a same FELT wydają się typem supernowej. Na podstawie danych dostarczonych przez teleskop naukowcy doszli do wniosku, że do rozbłysku gwiazdy dochodzi, gdy zapada się ona w sobie i wybucha jako supernowa. Od typowej supernowej różni ją fakt, że gwiazda otoczona jest jedną lub więcej warstwami gazu i pyłu. Gdy energia kinetyczna z wybuchu dociera do tych warstw, jest ona natychmiast zamieniana na energię świetlną. Taki rozbłysk trwa jedynie kilka dni, jest więc 10-krotnie krótszy niż widoczny rozbłysk supernowej. Zanim otrzymaliśmy z Keplera dane dotyczące FELT naukowcy dysponowali informacjami o niewielu tego typu wydarzeniach. Trudno je było wyjaśnić, gdyż czas trwania i jasność nie pasowały do modeli opisujących supernowe. Dopiero Kepler zebrał wystarczającą ilość danych. Teleskop zbiera bowiem informacje do 30 minut, tymczasem większość teleskopów robi to raz na kilka dni. Dzięki wielokrotnym, ciągłym pomiarom dokonywanym przez Keplera udało się zdobyć znacznie więcej informacji na temat pojedynczych FELT. Mamy wspaniałą krzywą światła. Możemy odtworzyć mechanizm i właściwości wybuchu. To pozwoliło nam wykluczyć wiele hipotez i stwierdzić, że prawdziwa jest ta o gęstej otoczce wokół gwiazdy. Poznaliśmy nowy sposób śmierci gwiazd oraz dystrybucji materiału w przestrzeni kosmicznej, stwierdza Armin Rest ze Space Telescope Science Institute. Po raz pierwszy mogliśmy dokładnie przetestować modele gwiazd FELT i połączyć teorię z danymi obserwacyjnymi, stwierdził David Khatami z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Armin Rest dodał, że następnym etapem badań będzie poszukiwanie większej liczby FELT za pomocą Teleskopu Keplera lub teleskou TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), którego wystrzelenie planowane jest na 16 kwietnia bieżącego roku. « powrót do artykułu