Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Gwiazdy neutronowe źródłem fal grawitacyjnych?

Recommended Posts

Dwaj profesorowie z Izraela, Ehud Nakar i Tsvi Piran, opisują z najnowszym numerze Nature wyniki swoich symulacji dotyczących kolizji gwiazd neutronowych. Zdaniem uczonych, zderzenie takich gwiazd powoduje pojawienie się cząsteczek poruszających się z prędkością od 0,1 do 0,5 prędkości światła. Ponadto, co bardziej interesujące, podczas kolizji powinny powstać mierzalne fale grawitacyjne.

Istnienie fal grawitacyjnych przewidział Einstein w swojej ogólnej teorii względności. Fale takie mają być wynikiem zaginania czasoprzestrzeni. Jednak dotychczas nie udało się potwierdzić ich istnienia. Problem w tym, że, podobnie jak fale na wodzie, zanikają one w miarę oddalania się od miejsca narodzin. Zanim więc dotrą do Ziemi mogą być na tyle słabe, że nasze instrumenty ich nie rejestrują. Ponadto mogą one istnieć przez krótki czas.

Nakar i Piran dowodzą jednak, że fale grawitacyjne mogą wędrować w przestrzeni kosmicznej całymi miesiącami.

Obecnie w USA i Holandii powstają, niezależnie, dwa teleskopy, których celem będzie poszukiwanie fal grawitacyjnych.

Izraelscy uczeni mówią jednak, że już dysponują dowodem na potwierdzenie swojej teorii. Twierdzą, że odkryte przez Jeffreya Bowera nieregularne radioźródło RT 19870422 ma wszystkie właściwości źródła fal grawitacyjnych, na jakie wskazuje przeprowadzona symulacja. Niestety, znajduje się ono zbyt daleko, by zarejestrować same fale.

Dlatego też, zdaniem Izraelczyków, poszukując w przyszłości fal grawitacyjnych, będziemy musieli szukać nieodległych systemów gwiazd neutronowych.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nakar i Piran dowodzą jednak, że fale grawitacyjne mogą wędrować w przestrzeni kosmicznej całymi miesiącami.

 

 

Dlatego też, zdaniem Izraelczyków, poszukując w przyszłości fal grawitacyjnych, będziemy musieli szukać nieodległych systemów gwiazd neutronowych.

 

W odległości miesięcy świetlnych to niedużo ich znajdziemy. Pozostaje w laboratorium robić małe gwiazdki neutronowe i je zderzać.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Oj, o ile dałoby radę utrzymać w laboratorium przynajmniej jedną taką gwiazdkę o mierzalnej grawitacji (centymetr sześcienny jej masy waży tyle co spora góra).

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
      Przed 900 milionami lat doszło do zderzenia dwóch obiektów. Jednym z nich była czarna dziura, drugim zaś – niemal na pewno – gwiazda neutronowa. Przed tygodniem fale grawitacyjne wywołane tym wydarzeniem dotarły do Ziemi i zostały zarejestrowane przez amerykański wykrywacz LIGO oraz włoski Virgo.
      Jesteśmy przekonani, że właśnie wykryliśmy ślad czarnej dziury pożerającej gwiazdę neutronową, mówi Susan Scott, fizyk teoretyk z Australijskiego Universytetu Narodowego w Canberrze i główna badaczka w ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery.
      Jeśli odkrycie się potwierdzi, to będziemy mieli sygnały wszystkich trzech kataklizmów kosmicznych, na których zarejestrowanie liczyli twórcy LIGO: zderzenie dwóch czarnych dziur, zderzenie dwóch gwiazd neutronowych oraz wchłonięcie gwiazdy neutronowej przez czarną dziurę.
      Już w kwietniu naukowcy sądzili, że zarejestrowali zderzenie czarnej dziury z gwiazdą neutronową. Odkrycia jednak nie ogłoszono, gdyż istniało zbyt duże prawdopodobieństwo, że zarejestrowany sygnał to zakłócenie pochodzenia ziemskiego. Teraz naukowcy są pewni, że sygnał pochodzi spoza Ziemi. Jego właściwości są wysoce zgodne z sygnałem łączenia się układu podwójnego, a ze wstępnej oceny mas obu obiektów wynika, że mamy do czynienia z czarną dziurą i gwiazdą neutronową, stwierdza Scott.
      Kompaktowe układy podwójne składają się najczęściej z par gwiazd neutronowych lub czarnych dziur. Twórcy LIGO przewidywali, że będą one źródłami najsilniejszych sygnałów wykrywanych przez detektor. Gdy np. dwie czarne dziury krążą wokół siebie i są znacznie oddalone, dochodzi do emisji słabych fal grawitacyjnych. Fale te zabierają energię z systemu, przez co krążące czarne dziury wchodzą na ciaśniejszą orbitę. Krążą coraz szybciej, a emitowane fale grawitacyjne mają coraz większą energię. W końcu, gdy zbliżą się na odpowiednią odległość, dochodzi do połączenia i utworzenia jednej czarnej dziury. To właśnie wtedy powstają najsilniejsze fale grawitacyjne. Krótko po połączeniu istnieje czarna dziura o mocno zaburzonym kształcie, co przejawia się emisją charakterystycznych fal grawitacyjnych. Obserwując napływające do nas fale grawitacyjne jesteśmy w stanie określić fazy łączenia się obiektów czy ich charakterystyki.
      Obecnie badacze na całym świecie sprawdzają obliczenia, by potwierdzić identyfikację obu obiektów. Naukowcy uważają, że większy z nich to czarna dziura, a mniejszy to gwiazda neutronowa. Istnieje jednak minimalne prawdopodobieństwo, że może to być bardzo lekka czarna dziura. Jeśli tak, byłaby to najlżejsza z dotychczas zaobserwowanych. Musimy bliżej przyjrzeć się sygnałom, by sprawdzić, czy możemy potwierdzić, że odpowiadają one zachowaniu się gwiazdy neutronowej opadającej na czarną dziurę, dodaje Scott.
      Jeśli się okaże, że LIGO zarejestrowało wszystkie trzy sygnały, których znalezienie było przyczyną wybudowania urządzenia, będzie to dopiero koniec początkowej fazy badań, mówi uczona.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Analiza danych z detektorów Advanced LIGO ujawniła cztery nowe źródła fal grawitacyjnych. Sygnał GW170729 jest związany z najbardziej masywnym i odległym źródłem jakie do tej pory zaobserwowano. Kolejny, GW170818, odkryty został dzięki globalnej sieci trzech detektorów LIGO-Virgo. Odpowiada on układowi podwójnemu znajdującemu się około 2,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi.
      Podczas pierwszej kampanii obserwacyjnej (O1) trwającej od 12 września 2015 roku do 19 stycznia 2016 roku, przeprowadzonej przez wciąż udoskonalane detektory Advanced LIGO, wykryto fale grawitacyjne z trzech zjawisk łączenia się układów podwójnych czarnych dziur. Druga kampania obserwacyjna (O2) trwała od 30 listopada 2016 roku do 25 sierpnia 2017 roku, przy czym od 1 sierpnia 2017 roku dołączył do niej europejski interferometr Advanced Virgo. Na odbytym w sobotę 1 grudnia 2018 r. seminarium w College Park (Maryland, USA) przedstawione zostały cztery nowe przypadki detekcji fal grawitacyjnych: GW170729, GW170809, GW170818 i GW170823 (oznaczenia pochodzą od daty dokonania detekcji).
      Nowy sygnał GW170729, jeden z czterech nowo odkrytych, został zarejestrowany jako trzecie zdarzenie wykryte w kampanii O2, 29 lipca 2017 roku. Jest on związany z najbardziej masywnym i odległym źródłem fal grawitacyjnych, jakie do tej pory zaobserwowano. W zjawisku, które nastąpiło prawie 9 miliardów lat temu, energia niemal pięciu mas Słońca została przekształcona w promieniowanie grawitacyjne.
      Kolejnym nowym interesującym sygnałem jest GW170818, znaleziony dzięki globalnej sieci trzech detektorów LIGO-Virgo. Obserwacje prowadzone przy użyciu trzech detektorów położonych w różnych miejscach na Ziemi pozwalają na zlokalizowanie na niebie źródła sygnału. W szczególności, GW170818 odpowiadające układowi podwójnemu znajdującemu się około 2,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi, zostało ustalone z dokładnością 39 stopni kwadratowych. Na liście wyników obserwacji kampanii O2 znajduje się także historycznie pierwsza obserwacja zderzenia się dwóch gwiazd neutronowych oraz siedem zjawisk łączenia się układów podwójnych czarnych dziur.
      Praca przedstawiające nowe sygnały jest dostępna na https://dcc.ligo.org/LIGO-P1800307/public. Obserwatoria udostępniły też katalog wszystkich wykrytych dotychczas sygnałów fal grawitacyjnych. Można go znaleźć pod adresem: https://www.gw-openscience.org/catalog/. LiGO i VIRGO są międzynarodowymi projektami badawczymi. LIGO jest finansowany przez NSF i obsługiwany przez Caltech i MIT, które zaprojektowały i zbudowały detektory. Lista dodatkowych członków projektu, obejmująca wiele prestiżowych instytututów I uniwersytetów jest dostępna na stronie http://ligo.org/partners.php. Konsorcjum Virgo składa się z ponad 300 fizyków i inżynierów należących do 28 różnych europejskich grup badawczych (listę członków współpracy Virgo można znaleźć na stronie http://public.virgo-gw.eu/the-virgo-collaboration/). W pracach projektów LIGO i Virgo bierze udział polski zespól Polgraw-Virgo kierowany przez prof. Andrzeja Królaka. W zespole znajduje się czterech pracowników NCBJ: prof. Andrzej Królak, dr Orest Dorosh, mgr Paritosh Verma i dr Adam Zadrożny.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kanadyjsko-amerykański zespół badawczy znalazł dowody wskazujące, że materiał znajdujący się pod powierzchnią gwiazd neutronowych może być najtwardszym materiałem we wszechświecie. M. E. Caplan, A. S. Schneider i C. J. Horowitz opisali na łamach Physical Review Letters swoje symulacje i uzyskane wyniki.
      Nie od dzisiaj wiadomo, że gwiazdy neutornowe charakteryzują się wyjątkowo duża gęstością. Wcześniejsze badania sugerowały, że w związku z tym, powierzchnia gwiazd neutronowych jest niezwykle wytrzymała. Teraz Caplan, Schneider i Horowitz twierdzą, że materiał położony bezpośrednio pod powierzchnią jest jeszcze twardszy niż ona sama.
      Astrofizycy teoretyzują, że w gwiazdach neutronowych gęsto upakowane neutrony tworzą pod powierzchnią najróżniejsze kształty. Wiele z nich nazwano „makaronem”. Teraz uczeni postanowili sprawdzić, czy materiał ten może być bardziej gęsty i twardy niż powierzchnia gwiazdy.
      Przeprowadzili liczne symulacje, które wykazały, że mamy tam do czynienia z najtwardszym materiałem we wszechświecie. Jest on 10 miliardów razy twardszy od stali. To jednak nie wszystko. Symulacje te dowodzą też, że gwiazdy neutronowe, poprzez swoje silne pole grawitacyjne, mogą zaburzać czasoprzestrzeń. A zaburzenia te są skutkiem nieregularnego charakteru „makaronu” wewnątrz gwiazd. Niewykluczone, że w przyszłości zaobserwujemy fale grawitacyjne wywoływane tymi zaburzeniami.

      « powrót do artykułu
    • 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
      Teleskop Chandra X-ray Obserwatory zdobył pierwszy bezpośredni dowód na istnienie materii w stanie nadciekłym w jądrze gwiazd neutronowych. Nadciekłość to niezwykły stan uzyskiwany w laboratoriach, gdzie zaobserwowano, że znajdująca się w nim materia samodzielnie podąża w górę i jest w stanie wydobyć się ze szczelnie zamkniętego pojemnika.
      Gwiazdy neutronowe zawierają najbardziej gęstą znaną nam materię. Jej centymetr sześcienny waży miliardy ton.
      Dwa niezależne zespoły badały znajdującą się 11 000 lat świetlnych od Ziemi Kasjopeę A. To supernowa pozostałość po gwieździe, której eksplozję można było obserwować z Ziemi przed około 330 laty. Uczeni, dzięki teleskopowi Chandra zauważyli gwałtowny spadek temperatury supernowej. Ochłodziła się ona o około 4% w ciągu ostatnich 10 lat,
      Taki spadek temperatury, chociaż wydaje się niewielki, jest w rzeczywistości zjawiskiem bardzo dramatycznym i niespodziewanym. To oznacza, że coś się dzieje z gwiazdą - mówi Dany Page z Universidad Nacional Autonoma w Meksyku. Uczeni uważają, że przyczyną zmian jest fakt, że protony tworzące jądro gwiazdy znajdują się w stanie nadciekłym.
      Szybkie ochładzanie się Kasjopei A, zaobserwowane dzięki Chandrze, to pierwszy bezpośredni dowód, że jądra gwiazd neutronowych są zbudowane z nadprzewodzącej materii w stanie nadciekłym - stwierdził Piotr Szternin z Instytutu Joffego w Sankt Petersburgu.
      Oba zespoły wykazały, że nadciekłe jądro uformowało się w ciągu ostatnich 100 lat (obserwowanych w Ziemi) i to jego istnienie prowadzi do szybkiego spadku temperatury.
      W ziemskich laboratoriach nadciekłą materię uzyskuje się w temperaturach bliskich zeru absolutnemu. Jednak we wnętrzach gwiazd neutronowych temperatura jest bliska miliardowi stopni Celsjusza. Dowiedzieliśmy się tego zresztą właśnie dzięki odkryciu w ich jądrach nadciekłej materii. Dotychczas naukowcy nie byli pewni tych temperatur. Teraz można stwierdzić, że wynoszą one od 500 milionów do niemal miliarda stopni.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...