Znajdź zawartość

Naukowcy czekają na uruchomienie Vera C. Rubin Observatory, obserwatorium astronomicznego, którego budowa dobiega końca w Chile. Na jego potrzeby powstał najpotężniejszy aparat fotograficzny na świecie. Obserwatorium ma co trzy tygodnie wykonywać fotografie całego nieboskłonu. Jego główny program badawczy – Legacy Survey of Space and Time – zakłada utworzenie mapy Drogi Mlecznej, dokonanie spisu obiektów w Układzie Słonecznym czy zbadanie niewyjaśnionych sygnałów dobiegających z głębi wszechświata. Jednak obserwatorium może nigdy nie spełnić pokładanych w nim nadziei. Niedawno opublikowane raporty przygotowane przez zespół obserwatorium, a także amerykańskie Government Accountability Office – odpowiednik polskiej NIK – rysują przyszłość astronomii w ciemnych barwach. Konstelacje sztucznych satelitów, których panele słoneczne i anteny odbijają światło, mogą praktycznie uniemożliwić naziemne badania astronomiczne w świetle widzialnym. Niemożliwe mogą stać się badania kolizji czarnych dziur czy obserwacje asteroid bliskich Ziemi. Specjaliści ostrzegają, że mamy ostatnią możliwość, by temu zapobiec. Obecnie na orbicie okołoziemskiej znajduje się ponad 5400 satelitów. Większość z nich, umieszczona na niskich orbitach, okrąża Ziemię w ciągu około 1,5 godziny. Od czasu, gdy w 2019 roku firma SpaceX wystrzeliła swoją pierwszą grupę pojazdów i rozpoczęła budowę konstelacji Starlink, liczba sztucznych satelitów szybko rośnie, a będzie rosła jeszcze szybciej, gdyż dołączają kolejne przedsiębiorstwa. Z danych amerykańskiej Federalnej Komisji Komunikacji oraz Międzynarodowej Unii Telekomunikacji wynika, że tylko do tych dwóch organizacji wpłynęły wnioski o zezwolenie na wystrzelenie w najbliższych latach 431 713 satelitów, które będą tworzyły 16 konstelacji. Jeśli nad naszymi głowami będzie krążyło 400 000 satelitów, to będą one widoczne na każdym zdjęciu wykonanym w ramach badań astronomicznych. I nawet jeśli udałoby się automatycznie usunąć je z fotografii, to przy okazji utracona zostanie olbrzymia liczba informacji. Wyeliminowanie takich satelitów z obrazów będzie jednak bardzo trudne, między innymi dlatego, że będą się one poruszały w różny sposób i w różny sposób wyglądały w zależności od stosowanych filtrów kolorów. Eksperci, którzy pracują nad systemem wysyłającym automatyczne alerty do społeczności astronomów, gdyby Vera C. Rubin Observatory odkryło coś nowego – np. supernową – na nieboskłonie, obliczają, że konstelacje satelitów mogą doprowadzić do pojawienia się... 10 milionów fałszywych alertów na dobę. To pokazuje, jak ważne jest usuwania satelitów ze zdjęć. Nie wiadomo jednak, czy uda się uniknąć wszystkich takich fałszywych alertów, jak wiele informacji zostanie przy okazji utraconych i ile interesujących obiektów pozostanie przez to niezauważonych. Konstelacje sztucznych satelitów mogą też znacznie utrudnić obserwację asteroid bliskich Ziemi. Dotychczas było wiadomo, że najlepszym momentem do ich wyszukiwania jest zmierzch. Jednak o zmierzchu panele słoneczne satelitów będą dobrze oświetlone, zaburzając możliwość obserwacji. Problem narasta. We wrześniu ubiegłego roku firma AST SpaceMobile wystrzeliła swojego prototypowego satelitę o nazwie BlueWalker3. Gdy dwa miesiące później rozwinął on anteny o powierzchni ponad 64 metrów kwadratowych, stał się jednym z najjaśniejszych obiektów na niebie. Jaśniejszym niż 99% gwiazd widocznych gołym okiem. A to dopiero początek. AST SpaceMobile chce w najbliższych latach wystrzelić 168 jeszcze większych satelitów. Obok pytania o wpływ konstelacji satelitów na badania naukowe rodzi się też pytanie o kwestie kulturowe czy filozoficzne. Czy kilka wielkich koncernów ma prawo kontrolować to, co ludzie widzą na nocnym niebie. Czy niebo, które przez wieki wpływało na literaturę, malarstwo, filozofię może zostać de facto sprywatyzowane przez kilka przedsiębiorstw liczących na kolosalne zyski. Istnieje bowiem poważne niebezpieczeństwo, że już za kilka lat, chcąc spojrzeć w rozgwieżdżone niebo, zobaczymy na nim więcej odbijających światło słoneczne sztucznych satelitów niż gwiazd. I nie będzie miało znaczenia, w którym miejscu Ziemi będziemy mieszkali. « powrót do artykułu

Zmiany klimatu niosą ze sobą wiele różnych zagrożeń. Jedną są bardziej oczywiste, inne mniej. Do kategorii tych drugich należą z pewnością zagrożenia dla... badań astronomicznych. Naukowcy z Uniwersytetu w Bernie, Politechniki Federalnej w Zurichu, Europejskiego Obserwatorium Południowego oraz Uniwersytetu w Reading przeprowadzili analizy wpływu zmian klimatycznych na badania prowadzone przez osiem najważniejszych naziemnych teleskopów. Wynika z nich, że musimy spodziewać się pogorszenia warunków do badań, a co za tym idzie, skrócenia czasu obserwacyjnego dla jednych z najcenniejszych instrumentów badawczych dostępnych nauce. Miejsca, w których zostaną wybudowane teleskopy przyszłej generacji są wybierane na dekady zanim urządzenia te rozpoczną swoje obserwacje. Później teleskopy takie pracują przez około 30 lat. Jest zatem niezwykle ważne, by móc określić, z wyprzedzeniem wynoszącym wiele dekad, móc określić, jak będą zmieniały się warunki w miejscu planowanej budowy. Tymczasem obecnie wyboru miejsc dokonuje się na podstawie pomiarów zbyt krótkich, by mogły one dać odpowiedź na pytanie o długookresowe zmiany klimatu. Jakość naziemnych obserwacji astronomicznych w dużej mierze zależy od klimatu. Supernowoczesne potężne teleskopy zwykle umieszcza się na dużych wysokościach, by skorzystać z dobrej przejrzystości atmosfery oraz szuka się miejsc o niskiej temperaturze i niskiej zawartości pary wodnej. Astrofizyk Caroline Haslebacher z Uniwersytetu w Bernie i jej koledzy zwracają uwagę, że zwykle przy wyszukiwaniu takiego miejsca bierze się pod uwagę ostatnich 5 lat. To zbyt mało. Uczeni postanowili więc zmierzyć się z tym problemem i przeprowadzili analizę, która miała na celu sprawdzić, jak w miejscach, w których znajdują się najważniejsze obecnie teleskopy – na Hawajach, w Chile, na Wyspach Kanaryjskich, w Australii, RPA i Meksyku – będzie zmieniał się klimat. Okazało się, że do roku 2050 wszędzie tam dojdzie do zwiększenia temperatury, wilgotności właściwej oraz zawartości wody opadowej w atmosferze. Czynniki te zmniejszą jakość obserwacji i prawdopodobnie doprowadzą do mniej intensywnego wykorzystania urządzeń z powodu złych warunków obserwacyjnych. Na przykład zwiększenie temperatury i wilgotności właściwej może zwiększyć kondensację pary wodnej na urządzeniach oraz będzie miało negatywny wpływ na systemy chłodzenia wewnątrz kopuł teleskopów. Z kolei zwiększenie zawartości wody opadowej będzie wiązało się z większą absorpcją światła, szczególnie podczerwonego, przez atmosferę, a więc mniej światła będzie docierało do teleskopów. Problemy szczególnie dotkną obserwatoriów projektowanych z myślą o pracy w szczególnych warunkach. Na przykład Paranal Observatory w Chile może pracować, gdy temperatura powietrza przy powierzchni nie przekracza 16 stopni Celsjusza, a Teleskop Williama Herschela na Wyspach Kanaryjskich nie może pracować, jeśli temperatura jego lustra wynosi 2 stopnie Celsjusza lub mniej powyżej punktu rosy. Przeprowadzona analiza nie wykazała za to zmian wilgotności względnej, pokrywy chmur czy turbulencji atmosferycznych. Autorzy badań zastrzegają jednak, że turbulencje jest szczególnie trudno przewidzieć, a w związku ze zmianami temperatury i prądów powietrznych należy się ich spodziewać. Antropogeniczne zmiany klimatu powinny być brane pod uwagę przy wybieraniu miejsc budowy teleskopów przyszłej generacji, podsumowuje Haslebacher. « powrót do artykułu

Początek 2011 roku miłośnicy nauki mogą przywitać w interesujący sposób: podziwianiem częściowego zaćmienia słońca, które nastąpi we wtorek, 4 stycznia. Co prawda będzie to jedynie częściowe zaćmienie, ale warto znaleźć chwilę na (ostrożne) spojrzenie w niebo. Kto nie znajdzie okazji, będzie miał w tym roku jeszcze trzy okazje, ale nie wszystkie w naszym kraju. Zaćmienie będzie miało miejsce w godzinach porannych, więc największą trudnością będzie niska pozycja słońca nad horyzontem - dla mieszkańców dużych miast może to być trudny do przeskoczenia kłopot. Dla centrum naszego kraju zaćmienie rozpocznie się o godzinie 8:10, a zakończy o godzinie 11, największe przesłonięcie będzie miało miejsce o godzinie 9:30 (plus-minus dwie do pięciu minut dla innych miejsc Polski), będzie więc w sumie trwało trzy godziny. Z mieszkańców Europy najlepsze warunki będą mieli Szwedzi.NASA przygotowała animację, przedstawiającą przebieg zaćmienia. Częściowe zaćmienie słońca, mimo że niezbyt spektakularne, warte jest chwili uwagi. Zawsze jednak z niego cieszą się radioastronomowie, częściowe przesłanianie tarczy słonecznej przez księżyc pozwala na dokładniejsze studiowanie jej powierzchni. Chcąc oglądać zaćmienie, należy pamiętać o środkach ostrożności. Przede wszystkim, nie wolno spoglądać bezpośrednio w tarczę słońca (nawet jeśli jest zakryta chmurami), tym bardziej przez instrumenty optyczne. Do bezpośredniej obserwacji należy użyć specjalnych szkieł (żadne okulary przeciwsłoneczne nie są odpowiednie), można takie kupić, lub na przykład wykorzystać szybkę z maski spawalniczej. Można użyć instrumentów optycznych do rzutowania światła na ekran. Pole do popisu będą mieć miłośnicy fotografii.

Nasza wiedza o wszechświecie się poszerza, dzięki nowym technologiom możemy zajrzeć dalej. Od niedawna dopiero udaje się obserwować planety o rozmiarze zbliżonym do Ziemi, a już dostajemy nowe zagadki. Teleskop Spitzera odnalazł ziemiopodobną planetę z atmosferą zaledwie 33 lata świetlne od nas. Problem w tym, że nie wygląda ona tak, jak według dotychczasowych teorii powinna. Według określeń samych astronomów, nie „smakuje" jak myśleliśmy, bo... nie zawiera metanu. Odkryta planeta, wielkości naszego Neptuna, otrzymała nazwę GJ 436b. Obiega ona niewielką, chłodną gwiazdę w konstelacji Lwa, rok na niej trwa niecałe trzy nasze dni. To najmniejsza dotąd odkryta planeta „posmakowana" teleskopem, więc zrozumiała jest radość astronomów: oznacza to, że przy użyciu większego teleskopu niż Spitzer będzie można badać jeszcze mniejsze planety i analizować ich skład chemiczny. Radość zamieniła się jednak w zmieszanie, kiedy okazało się, że nowy glob nie pasuje do teorii, wg której jego atmosfera powinna zawierać duże ilości metanu. Dlaczego astronomowie spodziewają się właśnie metanu? Metan w ziemskiej atmosferze powszechnie wytwarzany jest przez organizmy żywe, począwszy od bakterii, aż po ssaki. Jednak metan na nowo odkrytej planetce oczekiwany był dlatego, że tak podpowiada znana nam chemia. Większość znanych planet i innych obiektów, wliczając również „brązowe karły", czyli nieudane gwiazdy, zawiera duże ilości metanu. Metan znajdowany jest w każdym obiekcie o temperaturze nie większej niż tysiąc Kelvinów (około 730° Celsjusza). Tak przynajmniej było do tej pory. Atmosfera GJ 436b powinna zawierać w większości metan oraz niewielkie ilości tlenku węgla. To po prostu typowe związki węgla, jakie się normalnie tworzą w takich temperaturach. Analiza spektrum światła pokazała obecność tlenku węgla, ale ani śladu metanu! Teoretycy otrzymali w ten sposób nielichą zagadkę. Dotychczasowe teorie trzeba będzie niestety tworzyć na nowo. Na razie bezradnie drapiemy się po głowach - przyznają badacze. - Ale mamy przynajmniej świadomość, że nasze teoretyczne modele planet wymagają zdecydowanych poprawek. Zaczynamy jednak wreszcie dostawać rzeczywiste dane z odległych obiektów, to pozwoli nam zrozumieć, co się dzieje z ich atmosferami. GJ 436b odkryto analizując sposób, w jaki zakłóca ona docierające do nas światło swojej gwiazdy. Przy każdym obiegu raz planeta przechodzi przed tarczą słoneczną, raz się za nią chowa. Pozwala to określić jej rozmiary i skład chemiczny. Do tej pory w ten sposób odkrywano jedynie planety olbrzymy, o rozmiarach podobnych do naszego Jowisza. Udoskonalenie tej techniki pozwoli teraz na odkrywanie planet podobnych do Ziemi, na których może znajdować się życie. Dlatego zrozumienie, jak ewoluuje skład atmosfery i jak powstają i utrzymują się składniki pozwalające rozwijać się życiu - woda, tlen, węgiel - są takie ważne. Spitzer jest już nienowym teleskopem, który zakończył swoją podstawową misję, kiedy w 2009 roku skończyły mu się zapasy substancji chłodzącej aparaturę. Od tego czasu używany jest jedynie do rejestrowania obiektów w podczerwieni - w ten właśnie sposób odkrył on tę zaskakującą planetę.

Człowiek od zawsze obserwował niebo. Od czasów Galileusza, twórcy pierwszego teleskopu, nasze obserwacje Kosmosu stają się coraz dokładniejsze i doskonalsze technicznie. Jednego jednak do tej pory nie można było zmienić: oglądaliśmy Wszechświat zawsze z tej samej perspektywy. Rozejrzenie się z innego punktu wszechświata jest - wydawałoby się - przecież niemożliwe. A jednak. Astronomowie z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) postanowili wypróbować nową technikę obserwacji. Wzięli na celownik słynną supernową Kasjopeja A, która pojawiła się na naszym niebie 330 lat temu (eksplodowała oczywiście znacznie wcześniej, bo około 11 tysięcy lat temu). Jej mające średnicę 20 lat świetlnych pozostałości trudno dostrzec okiem choć są najsilniejszym radioźródłem na niebie. To właśnie dzięki wyjątkowo silnemu promieniowaniu stała się doskonałym kandydatem do eksperymentu. Otóż zamiast obserwować jedynie jej bezpośrednie promieniowanie, jak to robiono od wieków, postanowiono rejestrować promieniowanie odbite od innych obiektów astronomicznych, jakie również do nas dociera. Autorzy pomysłu porównują to do rejestracji dźwięku w jaskini. Kiedy ktoś krzyknie w niej „echo!", słyszymy nie tylko jego własny głos, ale po chwili docierają do nas kolejne odbicia od ścian, sufitu, podłogi. Podobny fenomen postanowili wykorzystać do obserwacji Kasjopei A. Z powodzeniem. Analiza odbitych fal pozwoliła nie tylko „zobaczyć" ją z innych kierunków - jak gdyby ze strony obiektów, które odbijają jej promieniowanie - ale także dowiedzieć się, jak wyglądała wiele lat temu. Dzięki temu można było dowiedzieć się, w jaki sposób się rozprzestrzeniała. Złożenie zaś jej widoku z wielu stron pozwoliło na zrekonstruowanie trójwymiarowego, wirtualnego modelu. Jego wizualizację można zobaczyć w internecie, naprawdę zapierający dech w piersiach widok. Wykorzystano przy tym dane z rentgenowskiego teleskopu Chandra, obserwacji w podczerwieni dostarczył Spitzer, wykorzystano też dane optyczne z teleskopu NOAO w Kitt Peak oraz teleskopu MIT w Michigan-Dartmouth. I nie jest to tylko zabawa. Dzięki tym badaniom okazało się, że eksplozja supernowej wcale nie jest jednorodna. Nie jest to - według porównania samych autorów - fajerwerk wybuchający równo we wszystkich kierunkach. Supernowa - jak podejrzewano - może eksplodować znacznie silnej w jednym kierunku. Taki właśnie kierunkowy wybuch miał miejsce w przypadku Kasjopei A. Zespół Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), który ma siedzibę w amerykańskim Cambridge, jest wspólną inicjatywą Smithsonian Astrophysical Observatory oraz Harvard College Observatory. Sześć wydziałów CfA zajmuje się badaniem powstania, rozwoju i spodziewanego końca Wszechświata.

Grupa naukowców prowadzona przez specjalistów z Kanaryjskiego Instytutu Astrofizyki odkryła w przestrzeni kosmicznej ślady naftalenu - związku będącego prekursorem niektórych substancji wchodzących w skład organizmów żywych. Jest to jeden z najbardziej złożonych związków chemicznych odkrytych dotąd w kosmosie. Ślady naftalenu, związku należącego do grupy węglowodorów, zostały odkryte w rejonie powstawania nowej gwiazdy w pobliżu gwiazdy Cernis 52 należącej do konstelacji Perseusza. Miejsce to jest odległe od Ziemi o około 700 lat świetlnych, co można określić jako bardzo bliskie sąsiedztwo naszej planety. O obecności substancji w materii międzygwiezdnej świadczą wyniki analizy tzw. widm spektralnych - wykresów przedstawiających zakresy częstotliwości fal elektromagnetycznych absorbowanych (pochłanianych) oraz emitowanych przez materię znajdującą się pomiędzy miejscem emisji światła i obserwatorium astronomicznym. Ponieważ każdy związek chemiczny pochłaniania i emituje fale o ściśle określonych, charakterystycznych dla siebie częstotliwościach, możliwe jest ustalenie składu materii międzygwiezdnej na podstawie analizy promieniowania przenikającego przez określony fragment przestrzeni. Jak tłumaczy jeden z autorów odkrycia, Iglesias Groth, kolejnym etapem badań będzie poszukiwanie w obserwowanej strefie innych węglowodorów. Badacze planują także wykonanie analiz mających na celu ustalenie, czy w rejonie gwiazdozbioru Perseusza znajdują się aminokwasy - związki, których polimeryzacja (łączenie w wieloelementowe łańcuchy) prowadzi do powstawania białek. Aminokwasy mogą powstać w wyniku reakcji zachodzącej pod wpływem światła ultrafioletowego pomiędzy wodą i amoniakiem. Wszystkie trzy czynniki są w badanym fragmencie przestrzeni dostępne w dużych ilościach, co rodzi nadzieję na dokonanie kolejnego przełomowego odkrycia. Wśród innych związków, które mogły powstać w okolicach gwiazdy Cernis 52, wymienia się m.in. naftochinony stanowiące prekursory niektórych witamin. Odkrywanie kolejnych związków organicznych w przestrzeni kosmicznej istotnie zwiększa prawdopodobieństwo istnienia życia pozaziemskiego. Nic więc dziwnego, że trwają intensywne poszukiwania kolejnych tego typu substancji. Niektóre z nich, jak np. wspomniane aminokwasy i naftalen, zostały wcześniej wykryte w meteorytach znajdowanych na Ziemi, a kolejne, jak np. proste cukry, wykrywano już wcześniej w obłokach międzygwiezdnych. Odkrycie Hiszpanów jest istotne z jeszcze jednego powodu. Dzięki analizie widm spektralnych udało się zrozumieć powstawanie tzw. linii rozmytych, czyli "wygaszania" bardzo licznych częstotliwości przez nieznane wcześniej substancje. Testy laboratoryjne, potwierdzone później przez analizy astrofizyczne, potwierdziły, iż przyczyną powstawania linii rozmytych jest właśnie naftalen oraz inne węglowodory posiadające w swojej strukturze atomy węgla ułożone w kilkuelemenentowe pierścienie. Badaczy z Kanaryjskiego Instytutu Astrofizyki wspierali eksperci z Obserwatorium Paryskiego oraz Uniwersytetu Teksańskiego. Ich wspólną publikację opublikowało czasopismo Astrophysical Journal Letters.