Impuls szybszy niż światło
By
KopalniaWiedzy.pl, in Ciekawostki
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
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 -
By KopalniaWiedzy.pl
Niezwykła emisja w podczerwieni, pochodząca z pobliskiej gwiazdy neutronowej, może wskazywać, że obiekty takie mają nieznane nam dotychczas właściwości. Istnienie tej emisji może wskazywać, że gwiazda jest otoczona dyskiem pyłu, inna możliwość to wiatr o dużej energii wiejący od gwiazdy i zderzający się z gazem w przestrzeni międzygwiezdnej.
Gwiazdy neutronowe są zwykle badane w paśmie radiowym oraz w pasmach o wysokich energiach, jak np. w paśmie promieniowania X. Teraz amerykańsko-turecki zespół wykazał, że wiele interesujących informacji można zdobyć, badając je w podczerwieni.
Ta konkretna gwiazda neutronowa należy do grupy siedmiu pobliskich pulsarów, zwanych Wspaniałą Siódemką, które są cieplejsze niż powinny, jeśli weźmiemy pod uwagę ich wiek i pozostałe zapasy energii. Wokół gwiazdy RX J0806.4-4123 zaobserwowaliśmy szeroki obszar emisji w podczerwieni rozciągający się na odległość około 200 j.a. od pulsaru, mówi główna autorka badań, profesor Bettina Posselt z Pennsylvania State University.
To pierwsza gwiazda neutronowe, której tak szeroko emitowany sygnał jest widoczny tylko w podczerwieni. Jedna hipoteza mówi, że wokół gwiazdy znajduje się materiał pozostały po eksplozji supernowej. Interakcja tego materiału z gwiazdą neutronową może rozgrzać pulsar i go spowolnić. Jeśli ta hipoteza się potwierdzi, zmieni się nasze rozumienie ewolucji gwiazd neutronowych, stwierdza Posselt.
Drugie możliwe wyjaśnienie to istnienie plerionu, czyli mgławicy wiatru pulsarowego. Do zaistnienia plerionu konieczne jest pojawienie się wiatru pulsarowego. Wiatr taki może powstawać, gdy cząstki są przyspieszane w polu elektrycznym obracającej się gwiazdy neutronowej. Gdy gwiazda taka przemieszcza się przez przestrzeń szybciej niż prędkość dźwięku, dochodzi do interakcji pomiędzy wiatrem pulsarowym a materią międzygwiezdną. Cząstki emitują wówczas promieniowanie synchrotronowe i widzimy sygnał w podczerwieni. Zwykle mgławice wiatru pulsarowego są widoczne w zakresie promieniowania X. Istnienie plerionu widocznego tylko w podczerwieni to coś niezwykłego i ekscytującego, wyjaśnia uczona.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Zidentyfikowano błędy, które mogły wpłynąć na niedokładność pomiaru podczas eksperymentów, w wyniku których ogłoszono, że neutrino może poruszać się szybciej niż światło.
Zespół pracujący przy eksperymencie OPERA stwierdził, że możliwe były dwa błędy związane z obsługą systemu GPS. Czas, jaki potrzebowały neutrino na pokonanie 730-kilometrowej trasy pomiędzy CERN-em a detektorem w Gran Sasso był mierzony za pomocą systemu GPS. Kluczową rolę mogły więc odegrać zegary atomowe na początku i na końcu trasy neutrino. Żeby je zsynchronizować, trzeba wysłać pomiędzy nimi sygnał, a ten też potrzebuje czasu na przebycie określonej odległości. Dlatego też dane są interplowane, w celu wyeliminowania tej różnicy czasu. OPERA przyznaje, że interpolacja mogła zostać źle wykonana. Drugi z możliwych błędów to niewłaściwe połączenie pomiędzy urządzeniem GPS, a głównym zegarem eksperymentu OPERA.
Należy podkreślić, że są to na razie wstępne najbardziej możliwe wyjaśnienia. Nie wydano jeszcze ostatecznego komunikatu, gdyż oba spostrzeżenia nie zostały ostatecznie zweryfikowane.
Tymczasem w Fermilab naukowcy pracujący przy eksperymencie MINOS próbują na własną rękę powtórzyć eksperyment CERN-u i sprawdzić uzyskane informacje.
-
By KopalniaWiedzy.pl
NASA poinformowała, że odkryty w Boże Narodzenie ubiegłego roku niezwykły rozbłysk gamma został spowodowany albo eksplozją oddalonej o miliardy lat supernowej nieznanego typu, albo też niezwykłą kolizją w naszej własnej galaktyce.
Agencja opublikowała właśnie dokument, opisujący obydwa możliwe wydarzenia.
Rozbłyski gamma to najpotężniejsze eksplozje we wszechświecie. W ciągu kilku sekund rozbłysk emituje więcej energii niż nasze Słońce wyprodukuje w czasie całego swojego życia.
„Rozbłysk bożonarodzeniowy" czyli GRB 101225A został odkryty w gwiazdozbiorze Andromedy przez Swift's Burst Alert Telescope. Ttrwał on co najmniej 28 minut, czyli niezwykle długo jak na tego typu wydarzenie. Obserwacje pozostałej po nim poświaty nie pozwoliły na dokładne określenie odległości miejsca eksplozji od Ziemi.
Naukowcy pracujący pod kierunkiem Christiny Thoene z Instituto de Astrofísica de Andalucía wysunęli teorię na temat przyczyn wybuchu. Ich zdaniem mogło do niego dojść w egzotycznym układzie podwójnym, gdzie gwiazda neutronowa obiegała zwykłą gwiazdę, która weszła w etap czerwonego olbrzyma, gwałtownie zwiększając swoją objętość. Gwiazda neutronowa znalazła się wewnątrz olbrzyma i w ciągu kilkunastu miesięcy została wchłonięta przez jego jądro. To przyczyniło się do powstania czarnej dziury i pojawienia się dwóch przeciwbieżnych strumieni cząstek poruszających się niemal z prędkością światła. Powstała też niewielka supernowa. Strumienie wyemitowały promienie gamma, które zaobserwowaliśmy jako rozbłysk.
Naukowcy obliczyli, że jeśli takie zdarzenie miało miejsce, to doszło do niego w odległości 5,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi. W pobliżu zaobserwowano też obiekt, który może być słabo świecącą galaktyką.
Jednak zdaniem Serio Campany z Osservatorio Astronomico di Brera, powyższa interpretacja nie jest jedyną możliwą. Jeśli zaobserwowany obiekt rzeczywiście jest galaktyką, dowiedziona zostanie teoria o systemie podwójnym. Jeśli jednak odkryty zostanie pulsar, teoria Thoene nie utrzyma się.
Campana i jego zespół zaproponowali inne możliwe rozwiązanie. Ich zdaniem duży podobny do komety obiekt został zniszczony przez siły pływowe, a jego resztki uderzyły w gwiazdę neutronową znajdującą się w odległości zaledwie 10 000 lat świetlnych od Ziemi. W tym scenariuszu zakłada się, że obiekt, który uległ zniszczeniu, musiał mieć masę równą połowie masy planety karłowatej Ceres. Gdy jego szczątki uderzyły w gwiazdę, doszło do rozbłysku gamma.
Należący do NASA Swift's Burst Alert Telescope został wystrzelony w 2004 roku. Urządzenie znacznie zwiększyło naszą wiedzę o rozbłyskach gamma. Jak pokazuje niezwykły GRB 101225A w tej materii wciąż jest bardzo wiele do odkrycia.
-
By KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Washburn University w Kolorado uważają, że krótkotrwałe rozbłyski gamma mogą być dla Ziemi bardziej groźne, niż dłużej trwająca radiacja tego typu. Już wcześniej wiedzieliśmy, że promieniowanie gamma pochodzące z wybuchów supernowych czy potężnych flar słonecznych, może wypalać dziury w warstwie ozonowej. W takiej sytuacji niebezpieczne promienowanie ultrafioletowe może dotrzeć do powierzchni Ziemi.
Astrofizyk Brian Thomas mówi, że czas promieniowania jest mniej ważny niż jego intensywność. Do krótkich bardzo intensywnych rozbłysków gamma może dochodzić np. podczas kolizji gwiazd neutronowych. Jeśli takie wydarzenie miałoby miejsce w naszej galaktyce, mogłoby zagrozić życiu na Ziemi.
Wskutek intensywnego rozbłysku mogłaby zostać zniszczona warstwa ozonowa, atomy tlenu i azotu utraciłyby stabilność i połączyłyby się ponownie tworząc podtlenek azotu. Ten niszczyłby atmosferę, dopóki nie opadłby na Ziemię.
Obserwacje wskazują, że takie groźne, krótkotrwałe rozbłyski mają miejsce średnio raz na 100 milionów lat. Nie wiadomo jednak, czy Ziemia kiedykolwiek doświadczyła takiego zdarzenia. Thomas, który przedstawi wyniki swoich badań podczas dorocznego spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Geologicznego, mówi, że ewentualne dowody mogły przetrwać tylko i wyłącznie w skałach. Chce namówić geologów do zajęcia się tym tematem.
Współpracuję z kilkoma paleontologami i próbujemy znaleźć jakieś korelacje pomiędzy okresami wymierania a rozbłyskami. Jednak są oni bardzo sceptyczni. Paleontolodzy nie bardzo wierzą w taką możliwość. Jednak z punktu widzenia astrofizyki jest to dość prawdopodobne wydarzenie - stwierdził Thomas.
-