Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Gwiazdy rodzą się bez przerwy, dla przykładu, w naszej Drodze Mlecznej każdego roku przybywa dziesięć nowych słońc wszelkiego rodzaju. Wiedząc, w jakim tempie gwiazdy rodziły się dawniej, można oszacować, jaką ich ilość powinna zawierać galaktyka o określonej wielkości i wieku. Problem w tym, że wyniki takich wyliczeń nie pokrywają się z astronomicznymi obserwacjami. Grupa Lokalna Galaktyk, czyli gromada galaktyk, w której znajduje się między innymi nasza Droga Mleczna (ale także Andromeda, Mały i Wielki Obłok Magellana i około 50 innych) zawiera według obserwacji sto bilionów gwiazd. Powinno ich być zaś znacznie więcej. Gdzie się podziały? Czy pominęliśmy jakieś ważne zjawisko? Długo było to zagadką, aż wreszcie uczeni z uniwersytetu w Bonn (Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn) doszli do wniosku, że coś jest po prostu nie tak z używaną metodą szacowania tempa przyrostu gwiazd.

 

Patrzeć i liczyć, ale jak?

 

Jak łatwo się domyślić, nie da się wszystkich gwiazd policzyć na palcach i to wcale nie z braku palców, ale dlatego, że nie wszystkie można dojrzeć nawet najlepszym teleskopem. W najbliższym naszym sąsiedztwie owszem, ale już nieco dalej gwiazdy, zwłaszcza te małe i chłodne, łatwo chowają się za pyłowymi mgławicami, zlewają z innymi, itd. Trudne zadanie, dojrzeć łatwo można tylko rodzące się największe olbrzymy, które nawet zasłonięte przebijają się swoim blaskiem do naszych oczu i teleskopów.

Z pomocą przychodzą prawa formowania się gwiazd. Otóż gwiazdy nie rodzą się pojedynczo, ale całymi gromadami. Rozmiar mgławicy dającej początek grupie gwiazd jest zawsze podobna, zaś ze stosunku gwiazd olbrzymów do przeciętnych, który wynosi 1 do 300, można sobie wszystko ładnie wyliczyć. Niestety, tu właśnie tkwił błąd w założeniach.

 

Gwiezdne baby-boom

 

Profesor Pavel Kroupa z Bonn zaczął wątpić w stosunek 1:300. Wraz z doktorem Pflamm-Altenburgiem oraz doktorem Carstenem Weidnerem ze St. Andrews University sprawdził wysunął nową teorię. Stały rozmiar dających początek gwiazdom mgławic jest nie do podważenia, zatem podejrzanym stał się stały współczynnik liczby gwiazd różnej wielkości. W okresach szybszego tworzenia się nowych gwiazd, jakie występują w historii każdej galaktyki (zwłaszcza zaś w ultrakompaktowych galaktykach karłowatych) stosunek ten się zmienia. Rozmiar i masa początkowej mgławicy pozostaje taka sama, ale rodzi się więcej gwiazd-olbrzymów niż tych przeciętnych i mniejszych. Wyliczenia dowiodły, że w takich warunkach stosunek ten wynosi jedynie 50 do 1 i zgadza się to nareszcie z obecnie obserwowaną liczbą gwiazd.

Zaginionych gwiazd zatem nigdy po prostu nie było.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wydawało mi się, że przedział od 100 do 400 miliardów gwiazd dotyczy samej tylko Drogi Mlecznej, a co dopiero Grupy Lokalnej. Chyba, że coś mi umknęło...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Równo 98 lat temu, 30 grudnia 1924 roku ludzkość dowiedziała się, że Droga Mleczna nie jest jedyną galaktyką we wszechświecie. Edwin Hubble ogłosił wówczas, że mgławica spiralna Andromeda jest w rzeczywistości galaktyką. Jeszcze 100 lat temu uważano, że Droga Mleczna liczy zaledwie kilka tysięcy lat świetlnych średnicy. Większość uważała, że stanowi ona cały wszechświat.
      Pierwsze galaktyki zidentyfikował w XVII wieku francuski astronom Charles Messier. Nie wiedział jednak, czym są te rozmyte obiekty. Messier zajmował się obserwacjami komet i wiedział, że nie są to komety. Stworzył katalog takich obiektów, by zapobiec ich błędnej identyfikacji jako komety. Listę tworzył według schematu, w którym zawarł pierwszą literę swojego nazwiska i kolejny numer obiektu. Zawierała ona informacje o 110 gromadach gwiazd i „mgławicach spiralnych”.
      Niektórzy twierdzili, że te mgławice to „wszechświaty wyspowe”, obiekty podobne do Drogi Mlecznej, ale położone poza nią. Inni uważali, że to chmury gazu w Drodze Mlecznej. Spór rozstrzygnął Edwin Hubble. W 1923 roku obserwował on „mgławicę spiralną” M31, gdy zdał sobie sprawę, że jeden z widocznych tam obiektów to cefeida. Te olbrzymie gwiazdy zmienne, tysiące razy jaśniejsze od Słońca ludzkość zna od XVIII wieku.
      Na początku XX wieku amerykańska astronom Henrietta Leavitt zauważyła, że bardzo dobrze spełniają one zależność pomiędzy okresem pulsacji a jasnością absolutną, co pozwala na określenie odległości do nich. Dlatego też cefeidy stały się pierwszymi świecami standardowymi, czyli obiektami służącymi do pomiarów odległości we wszechświecie. I nadal są wykorzystywane w tej roli obok, między innymi, supernowych typu Ia.
      Hubble wykorzystał cefeidę w M31, zmierzył odległość do niej i wykazał, że znajduje się ona daleko poza Drogą Mleczną. To zakończyło spór o to, czym są mgławice spiralne. Jednoznacznie okazało się, że to inne galaktyki.
      Hubble przez kolejne lata mierzył odległości do różnych galaktyk, wykorzystując w tym celu cefeidy. W końcu w 1929 roku na łamach PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) ukazał się przełomowy artykuł A relation between distance and radial velocity among extra-galactic nebulae. Uczony udowodnił w nim, że większość galaktyk się od nas oddala, a ich prędkość jest zależna od odległości. To podstawowe prawo kosmologii obserwacyjnej, zwane prawem Hubble’a–Lemaître’a.
      Drugi człon nazwy prawa pochodzi od nazwiska katolickiego księdza i astrofizyka Georgesa-Henriego Lemaître'a, jednego z twórców kosmologii relatywistycznej i twórcy hipotezy Wielkiego Wybuchu, który w 1927 roku przewidział istnienie zależności pomiędzy odległością galaktyk, a prędkością ich ucieczki.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Lekkie antyatomy mogą przebyć w Drodze Mlecznej duże odległości zanim zostaną zaabsorbowane, poinformowali na łamach Nature Physics naukowcy, którzy pracują przy eksperymencie ALICE w CERN-ie. Dodali oni do modelu dane na temat antyatomów helu wytworzonych w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Pomoże to w poszukiwaniu cząstek antymaterii, które mogą brać swój początek z ciemnej materii.
      Fizycy potrafią uzyskać w akceleratorach cząstek lekkie antyatomy, jak antyhel czy antydeuter. Dotychczas jednak nie zaobserwowano ich w przestrzeni kosmicznej. Tymczasem z modeli teoretycznych wynika, że antyatomy, podobnie zresztą jak antyprotony, mogą powstawać zarówno w wyniku zderzeń promieniowania komicznego z materią międzygwiezdną, jak i podczas wzajemnej anihilacji cząstek antymaterii. Sygnałów takich poszukuje m.in. zbudowany przez CERN instrument AMS (Alpha Magnetic Spectrometer) zainstalowany na Międzynarodowej Kosmicznej.
      Jeśli jednak instrumenty naukowe zarejestrują lekkie antyatomy pochodzące z przestrzeni kosmicznej, skąd będziemy wiedzieli, że ich źródłem jest ciemna materia? Żeby to określić, naukowcy muszą obliczyć liczbę, a konkretne strumień pola, antyatomów, które powinny dotrzeć do instrumentu badawczego. Wartość ta zależy od źródła antymaterii, prędkości tworzenia antyatomów oraz ich anihilacji lub absorpcji pomiędzy źródłem powstania a instrumentem je rejestrującym. I właśnie ten ostatni element stał się przedmiotem badań naukowców skupionych wokół eksperymentu ALICE.
      Uczeni badali jak jądra antyhelu-3, który uzyskano w Wielkim Zderzaczu Hadronów, zachowują sią w kontakcie z materią. Uzyskane w ten sposób dane wprowadzili do publicznie dostępnego oprogramowania GALPROP, które symuluje rozkład cząstek kosmicznych, w tym antyjąder, w przestrzeni kosmicznej. Pod uwagę wzięli dwa scenariusze. W pierwszym z nich założyli, że źródłem antyhelu-3 są zderzenia promieniowania kosmicznego a materią międzygwiezdną, w drugim zaś, że są nim hipotetyczne cząstki ciemnej materii, WIMP (słabo oddziałujące masywne cząstki). W każdym z tych scenariuszy obliczali przezroczystość Drogi Mlecznej dla jądra antyhelu-3. Innymi słowy, sprawdzali, z jakim prawdopodobieństwem takie antyjądra mogą przelecieć przez Drogę Mleczną zanim zostaną zaabsorbowane.
      Dla modelu, w którym antyjądra pochodziły z WIMP przezroczystość naszej galaktyki wyniosła około 50%. Dla modelu interakcji promieniowania kosmicznego z materią międzygwiezdną wynosiła zaś od 25 do 90 procent, w zależności od energii antyjąder. To pokazuje, że w obu przypadkach antyjądra mogą przebyć olbrzymie odległości, liczone w kiloparsekach (1 kpc ≈ 3261 lat świetlnych), zanim zostaną zaabsorbowane.
      Jako pierwsi wykazaliśmy, że nawet jądra antyhelu-3 pochodzące z centrum galaktyki mogą dotrzeć w pobliże Ziemi. To oznacza, że ich poszukiwanie w przestrzeni kosmicznej jest bardzo dobrą metodą poszukiwania ciemnej materii, stwierdzają autorzy badań.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Widzimy, że gwiazdy te ulegają precesji oraz poruszają się w górę i w dół z różną prędkością, mówi Paul McMillan z Lund Observatory. McMillan stał na czele grupy badawczej, która dzięki danym z teleskopu Gaia wyjaśniła, co jest przyczyną tajemniczych zmarszczek widocznych w zewnętrznych regionach Drogi Mlecznej.
      Szwedzcy uczeni wykorzystali dane z europejskiego teleskopu kosmicznego Gaia, który pozwolił im zbadać większy obszar Drogi Mlecznej niż to wcześniej było możliwe. Naukowcy zmierzyli, jak silne są „zmarszczki” w różnych częściach dysku naszej galaktyki, dzięki czemu udało się odtworzyć ich historię i wskazać na przyczynę tego zjawiska. Gdy galaktyka karłowata w Strzelcu (SagDEG – Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy) przechodziła w pobliżu Drogi Mlecznej, wywołała fale, trochę podobne do tych, jakie widzimy na powierzchni stawu, gdy wrzucimy kamień, wyjaśnia Paul McMillan.
      Przejście SagDEG miało miejsce kilkaset milionów lat temu, ale – jak widać – skutki są widoczne do dzisiaj. Obecnie galaktyka ta, znana nam dopiero od 1994 roku, znajduje się w odległości około 85 000 lat świetlnych od Ziemi. Ma średnicę około 10 000 lś. Sagittarius jest w tej chwili powoli rozrywana [przez oddziaływanie Drogi Mlecznej – red.], ale jeszcze 1-2 miliony lat temu była znacznie większa, miała około 20% masy Drogi Mlecznej, mówi McMillan.
      Dotychczasowe badania SagDEG wykazały, że w przeszłości wchodziła ona w skład Wielkiego Obłoku Magellana. W wyniku oddziaływania Drogi Mlecznej część gwiazd została wydarta i utworzyła galaktykę karłowatą. Wiemy, że SagDEG już co najmniej 5-krotnie musiało dojść do bliskiego spotkania obu naszych galaktyk. Nie można wykluczyć, że jednemu z takich przejść zawdzięczamy powstanie Układu Słonecznego.
      Dzięki temu odkryciu możemy badać Drogę Mleczną podobnie, jak geolodzy na podstawie układu warstw, wyciągają wnioski o historii Ziemi. Taka kosmiczna sejsmologia wiele nam mówi o ewolucji naszej galaktyki, cieszy się McMillan.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Członkowie międzynarodowego zespołu astronomów, w skład którego wchodzą naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego, informują na łamach arXiv o odkryciu czarnej dziury wielkości gwiazdowej, która samotnie przemierza wszechświat. Obiekt znajduje się w odległości 5000 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Strzelca.
      Już wcześniej w Drodze Mlecznej odkrywano czarne dziury o masach gwiazdowych, jednak zawsze odkryć dokonywano dlatego, że widoczne było ich oddziaływanie na towarzyszące im gwiazdy – czemu towarzyszyła emisja w zakresie promieniowania rentgenowskiego – lub też rejestrowano fale grawitacyjne powstające podczas zderzeń, w których czarne dziury brały udział. Teraz, po raz pierwszy udało się zarejestrować izolowaną czarną dziurę o masie podobnej do masy gwiazdy.
      Czarną dziurę odkryto dzięki zastosowaniu astrometrii zjawisk mikrosoczewkowania grawitacyjnego. W technice tej bada się przesunięcia astrometryczne obiektu wywołującego mikrosoczewkowanie.
      Naukowcy od wielu lat bacznie obserwują gwiazdy w tle Drogi Mlecznej. W 2011 roku teleskopy w Nowej Zelandii i Chile zarejestrowały interesujący przypadek mikrosoczewkowania. Zjawisko było na tyle intrygujące, że postanowiono przyjrzeć mu się bliżej za pomocą Teleskopu Hubble'a. Astronomowie badali, jak zmienia się światło gwiazd w tle obiektu powodującego mikrosoczewkowanie i próbowali określić, co to za obiekt.
      Obserwowaliśmy ten obiekt przez sześć lat, a okresy obserwacji wynosiły od 6 do 12 miesięcy w danym roku, mówi główny autor badań Kailash Sahu ze Space Telescope Science Institute w Baltimore. Hubble pozwolił na pomiary pozornych zmian pozycji gwiazd w tle z dokładnością do 0,2 milisekundy kątowej. To około 10 milionów razy mniej niż widoczna średnica księżyca w pełni, wyjaśnia Martin Dominik z brytyjskiego University of St. Andrews.
      Zebrane dane wskazują, że obserwowany obiekt ma masę około 7-krotnie większą od masy Słońca. Zdaniem naukowców nie może być to gwiazda ciągu głównego lub grupa gwiazd, gdyż zaobserwowano by promieniowanie. Jest z kolei zbyt masywny jak na białego karła czy podwójną gwiazdę neutronową.
      Obiekt porusza się też z zadziwiającą prędkością 162 000 km/h. Żadna z gwiazd w jego otoczeniu nie porusza się tak szybko. Dlatego też sądzimy, że tę czarną dziurę przyspieszyła eksplozja supernowej, w wyniku której powstała, dodaje Sahu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od dziesięcioleci astronomowie sądzą, że sąsiadujące z Drogą Mleczną galaktyki karłowate są jej satelitami, czyli zostały przechwycone przez naszą galaktykę i towarzyszą jej od miliardów lat. Teraz, dzięki danym z misji Gaia, zmierzono ruch tych galaktyk z niespotykaną wcześniej dokładnością, a uzyskane wyniki zaskoczyły ekspertów.
      François Hammer z Observatoire de Paris oraz grupa uczonych z innych krajów europejskich i Chin wyliczyli trasy 40 galaktyk karłowatych w pobliżu Drogi Mlecznej. Okazało się, że poruszają się one znacznie szybciej niż wielkie gwiazdy oraz gromady gwiazd krążące wokół naszej galaktyki. Prędkość tych galaktyk jest tak duża, że nie mogą znajdować się na orbitach wokół Drogi Mlecznej, gdyż gdyby tak było, interakcja z naszą galaktyką zmniejszyłaby ich energię orbitalną oraz moment pędu.
      W przeszłości Droga Mleczna wchłonęła wiele galaktyk karłowatych. Przed rokiem astronomowie odtworzyli jej drzewo genealogiczne, odkrywając nieznaną wcześniej – prawdopodobnie najważniejszą w jej dziejach – kolizję z Krakenem. Natomiast 8–10 miliardów lat temu taki los spotkał galaktykę Gaia-Enceladus. Do dzisiaj jesteśmy w stanie określić, które z gwiazd wchodziły w jej skład, gdyż mają one odmienne orbity i energie. Z kolei 4–5 miliardów lat temu Droga Mleczna przechwyciła galaktykę karłowatą Sagittarius i właśnie rozrywa ją na strzępy. Energia gwiazd tej galaktyki jest większa niż gwiazd Gaia-Enceladus, co wskazuje, że krócej znajdują się one pod wpływem Drogi Mlecznej. Tymczasem energia większości galaktyk karłowatych w pobliżu Drogi Mlecznej jest wciąż duża, a to oznacza, że znalazły się w naszym sąsiedztwie zaledwie w ciągu ostatnich kilku miliardów lat.
      Warto tutaj przypomnieć o przypadku Wielkiego Obłoku Magellana. To duża galaktyka karłowata, która jest tak blisko Drogi Mlecznej, że widać ją w postaci smugi na nocnym niebie półkuli południowej. Jeszcze przed dwiema dekadami sądzono, że Wielki Obłok jest galaktyką satelitarną. Jednak gdy zmierzono jej prędkość okazało się, że przemieszcza się zbyt szybko, by być grawitacyjnie związaną z naszą galaktyką. Okazało się, że obie galaktyki spotkały się po raz pierwszy. Teraz dowiadujemy się, że tak jest w przypadku większości galaktyk karłowatych.
      Rodzi się więc pytanie, czy wspomniane galaktyki karłowate nas miną czy też zostaną przechwycone i wejdą na orbitę Drogi Mlecznej? Część z nich zostanie przechwycona i stanie się satelitami, uważa Hammer. Jednak stwierdzenie, które to będą jest trudne, gdyż zależy to od masy Drogi Mlecznej, a tej naukowcy nie potrafią obecnie dokładnie określić. Tym bardziej, że na bieżąco wchłania ona materiał z sąsiednich galaktyk.
      Gdy galaktyka karłowata znajdzie się na orbicie Drogi Mlecznej, zwykle oznacza to dla niej wyrok śmierci. Nasza galaktyka jest duża, więc generuje gigantyczne siły pływowe oddziałujące na otoczenie. Są one tak wielkie, że potrafią rozerwać galaktykę karłowatą już przy pierwszym okrążeniu na orbicie. Oprzeć się tej niszczycielskiej sile mogą tylko te galaktyki karłowate, które w znaczącym stopniu składają się z ciemnej materii. Z tego też powodu, dopóki sądzono, że większość galaktyk karłowatych jest satelitami Drogi Mlecznej krążących wokół niej od wielu miliardów lat, uważano, że muszą one zawierać dużo ciemnej materii, skoro nie zostały jeszcze zniszczone. Teraz, gdy dowiedzieliśmy się, że nie są satelitami, okazuje się, że nie muszą zawierać ciemnej materii. Naukowcy będą więc chcieli zbadać, czy galaktyki te znajdują się w stanie równowagi, czy też właśnie są niszczone przez Drogę Mleczną.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...